بررسی تاثیر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مارن‌ها بر میزان رسوبدهی با استفاده از مدل فیزیکی باران‌ساز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبخیزداری دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

2 دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران

3 پژوهشکده تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری کشور

چکیده

واحدهای مارنی بیشترین رسوبات را در بین واحدهای سنگ‌شناسی در حوضه‌های آبخیز تولید می‌نمایند. این خاصیت مارن‌ها در کاهش عمر مفید سدها، خسارات به تاسیسات برق‌آبی، سیل‌گیری، رسوبگذاری کانال‌های آبرسانی، مرگ و میر آبزیان و… نقش بسزایی دارند. از این رو شناخت ویزگی­های مؤثر در فرسایش‌پذیری مارن‌ها و طبقه بندی آنها می­تواند در الویت‌بندی آنها برای اقدامات و اتخاذ روش اصلاحی کمک شایانی نماید. در این تحقیق، برای مقایسه واحدهای مارنی حوضه آبخیز ایوانکی از نظر فرسایش‌پذیری و تولید رسوب، از یک باران‌ساز قابل حمل در صحرا استفاده گردید. مقادیر رواناب و رسوب هر یک از واحدهای مارنی(در3 تکرار) اندازه‌گیری شد. سپس با استفاده از روش آماری به کمک رگرسیون خطی چند متغیره، بین ویژگی­های فیزیکوشیمیایی مارن‌ها (متغیرهای مستقل) و میزان رسوبدهی آنها (متغیر وابسته) رابطه برقرار شد. در این ارتباط، ویژگی­هایی مانند EC, SAR وK  به ترتیب 89، 5/3 و5/1درصد تغییرات رسوب تولید شده را در واحدهای مختلف مارنی توجیه نمودند. آنالیز تجزیه واریانس داده‌های رسوب، مارن‌ها را به چهار گروه A (شامل واحد OLs)،  B(شامل واحد M3)، C (شامل واحدهای M2 , M1) و D (شامل واحدهای O-M , OLg) تقسیم نمود که میزان فرسایش‌پذیری و تولید رسوب به ترتیب از گروه A تا D کاهش می یابد. سپس ویژگی­های فیزیکوشیمیایی این چهار گروه، مورد تجزیه واریانس قرار گرفته و ویژگی­های  Cl, Na, K, EC, SAR در این چهار گروه در سطح 05/0، 01/0 و 001/0 دارای اختلاف معنی‌داری هستند. مقادیر متوسط تولید رسوب واحد‌های مختلف مارنی از طریق باران‌ساز نشان داد که واحد‌های مارنی تبخیری نئوژن (M1وM2 وM3) نسبت به مارن‌های دریایی سازند قم و مارن‌های کرانه‌ای سازند کند، 27 تا بیش از 100 برابر توان تولید رسوب دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study on effect of physical and chemical properties of marls on sediment yield, using rainfall simulator

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hasanzadeh Nofooti 1
  • sadat Feiznia 2
  • Hasan Ahmadi 2
  • Hamidreza Peyrowan 3
  • Jafar Ghayoumian 3
1 Ph.D. Student of Watershed and Natural Resources,
2 University of Tehran, Natural Resources College
3 Soil Coservation and Watershed Management Research
چکیده [English]

Marl units generate the most sediment yield rate among the geological formations in the watershed basins. Therefore, they notably affect on useful lifetime of dams and water electric constructions, flooding processes, sedimentation in the water transport channels and the existence of aqueous creatures. Study and classification on the effective characteristics of erodibility of marls could notably help to remediation activities on them. In this research, the amount of sediment yield in each marl units were compared using a portable rainfall simulator at field. The amounts of runoff and produced sediments in each marl units at three repetitions were measured. The relation between physico- chemical characteristics of marl units as independent variables and the amounts of produced sediments as dependant variables was analyzed using multivariate linear regression method.  Some characteristics such as SAR, EC, and K show 89, 3.5 and 1.5 percent of total variance of produced sediments at each marl units respectively. On the basis of ANOVA analysis of sediment data, the marl units have classified in four groups: A (include of Ols unit), B (include M3 unit), C (include M1 and M2) and D (include Olg and O-M units). The erodibility rate and sediment yield decrease from A to D group. Physico- chemical characteristics of four above mentioned groups have analyzed using variance analyze. The results show significant difference at level 0.5, .01, and .001 for some parameters such as SAR, EC, K+1, Na+1, Cl-1. Meanwhile, the mean amounts of sediment yield of various marl units obtained from rainfall simulator test show that evaporative marls of Neogene age (M1, M2 and M3) potentially produce sediment 27 to 100 times more than Qom formation marine marls and Kond formation lacustrine marls.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Comparison
  • Classification
  • Sediment yield rate
  • Marl units
  • Rainfall Simulator
  • Evanaky basin

 احمدی، ح. (1378). ژئومورفولوژی کاربردی. جلد اول: فرسایش آبی. انتشارات دانشگاه تهران.ص 610.

ارشم، ع. (1375). روناب و رسوب سازندهای زمین شناسی با استفاده از دستگاه باران ساز در حوزه آبخیز ابوالفارس رامهرمز، پایان­نامه کارشناسی ارشد آبخیز داری. دانشگاه تهران.

رئیسیان، ر.(1376). بررسی تاثیر شدت بارندگی، شیب زمین، بافت خاک و پوشش گیاهی بر میزان نفوذ و رواناب در چند حوضه آبخیز در استان چهارمحال و بختیاری. پایان نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان.

حسن زاده نفوتی،م. (1385). بررسی ویژگی­های مؤثر بر فرسایش­پذیری مارن­ها - مطالعه موردی حوزه آبخیز ایوانکی ( آب شور). رساله دکتری رشته آبخیزداری. دانشگاه آزاد اسلامی- واحد علوم و تحقیقات.

حشتمی، م.(1375). خصوصیات فیزیکی – شیمیایی، فرسایش­پذیری و تولید رسوب سازندهای پابده، گچساران و آغاجاری در منطقه قصر شیرین، نفت شهر. پایان نامه کارشناسی ارشد آبخیرداری. دانشگاه تهران.

خامه­چیان، م. (1369). بررسی ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی سنگ­های مارنی - رسی. پایان نامه کارشناسی ارشد زمین­شناسی مهندسی. دانشگاه تربیت مدرس.

درویش زاده، ع.(1370). زمین شناسی ایران. انتشارات نشر دانش امروز. ص901.

قدیمی عروس محله، ف.، امین سبحانی، ا.، (a1378). بررسی رسوبزایی زون‌ها و دوران‌های زمین شناسی حوضه آبریز دریاچه نمک، اولین کنفرانس زمین‌شناسی و محیط زیست ایران، دانشگاه تربیت معلم، صفحات 945-957

قدیمی عروس محله، ف.، پورمتین.ا و قدوسی. ج.( b1378). بررسی رابطه بین اشکال فرسایش با خصوصیات فیزیکی- شیمیایی مارن­ها. مجله پژوهش و سازندگی. شماره 40، 42، بهار 1378. صفحات 95-99.

Auerswald K., Kainz M., Angermuller S.,  Steindl H. (1996) Influence of exchangeable potassium on soil erodibility, Soil Use manag., Vol. 12 . pp 117-121.

 

Benito S., Gutierrez M., Zaragoza Cs. (1993) The influence of physico- chemical properties on erosion process in badland areas, Ebro Basin, NE spain, Zeit Fur Geom. N.F. 37 , 2. pp 199-214.

Cerda A., Ibanez S., calvo A. (1997) Design and operation of a small ad portable rainfall simulator for rugged terrain, Soil Technol, Vol. 11, pp. 163 - 170.

Clark M., Hellen M.R. (2005) Process-form relationship in southern Italian badlands:Erosion rates and implications for landform evolution. Earth Surface Proceses and Landforms. Vol . 31. Issue 1 . pp 15-28.

Imeson A.C. (1982) The relationship of soil physical and chemical properties to the development of badlands in morocco. Badland geomorphology and piping. Bryan & yair (eds.), PP 47-57.

Meyer L. D., W.C Harmon. (1984) Susceptibility of agricultural Soil to interrill erosion. Soil . Sci. Soc. Am . J. Vol. 48 , PP 1152-1157.

Montgomery. D. C., Pech E. A.,  Geffrey G. (2001) Introduction to linear regression analysis.Third Edition. Jon Wiley & sons.