بررسی فرسایش بادی در دشت سیستان و تأثیر آن بر خصوصیات مهندسی خاک‌ها

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین­شناسی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

3 مرکز تحقیقات بیابان ایران، دانشگاه تهران، ایران

چکیده

در منطقه سیستان به­دلیل شرایط خاص آب و هوایی(اقلیم خشک)و نیز وزش بادهای شدید (از جمله بادهای یکصدوبیست روزه)، فرسایش بادی یکی از عوامل مهم ایجاد تغییر شکل در زمین است که باعث تغییر خصوصیات مهندسی خاک نیز می­گردد. جهت بررسی نقش فرسایش بادی در تغییر خصوصیات خاک­های منطقه، از چهار محدوده­ی مختلف شامل، نقاط فاقد پوشش در دریاچه هامون، نقاط واجد پوشش در دریاچه هامون، زمین­های بایر و زمین­های کشاورزی بدون کشت در دو سال 1385 و 1387 نمونه­گیری به­عمل آمده است. همچنین آزمون­های برجا برای تعیین دانسیته در محل و مقدار مقاومت زهکشی نشده‌ی خاک و آزمون­های آزمایشگاهی برای تعیین دانه­بندی، حدود اتربرگ و حداکثر دانسیته خشک انجام گرفته است. نتایج نشان می­دهد که حد روانی و مقدار چسبندگی خاک، در زمین­های رسی بدون پوشش گیاهی و زمین­های کشاورزی، باگذشت زمان کاهش می­یابد و خاک­های رسی به سمت سیلتی شدن پیش می­روند. با کاهش  چسبندگی، خاک­ها بیشتر از پیش مستعد فرسایش­پذیری می­شوند. دانسیته برجای خاک­ها در نقاطی که لایه­های سست سطحی فرسایش می­یابند افزایش می­یابد و حداکثر به 2 گرم بر سانتی­متر مکعب می­رسد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of wind erosion in Sistan plain and its effects on engineering properties of soils

نویسندگان [English]

  • Hamidreza soloki 1
  • Mashaallah Khamehchian 1
  • Nasser Hafezi Moghaddas 2
  • Seyed Kazem Alavi Panah 3
1 1.Department of Engineering Geology, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Department of Geology, Shahroud Industrial University, Shahroud, Iran
3 Desert Research center of Iran, Tehran University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Due to its specific climatic conditions (dry climate) and severe winds (including the 120 day long winds), wind erosion is accounted as one of the most important factors responsible for earth surface changes which in turn leads to the alteration of soil engineering properties. To investigate the role of wind erosion on soil properties changes, samples were collected between the years 1385 to 1387 from four different locations including areas without vegetation in the Hamoon Lake, areas with vegetation in the Hamoon Lake, barren lands and agricultural lands without cultivation. The in situ dry unit weight volume and undrained shear strength of soil were determined by in situ tests; however, gradation, atterberg limits, and the soil maximum dry density were determined by standard laboratory tests. The results indicate a decrease in liquid limits and soil adhesiveness with time in both farming lands and clay lands without vegetation; furthermore, clay soil showed trend towards transforming into silt. Soils will become more susceptible to erodibility when their adhesiveness values decrease. In areas which the loose surface layers erode, the in situ dry unit weight volume of soil increases and reaches to 2gr/cm3 at its maximum.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sistan plain
  • Wind erosion
  • soil engineering properties
  • siltation

ابراهیم زاده، عیسی؛ لشکری پور، غلامرضا؛ مریدی، علی­اصغر.1383 ،تأثیر عوامل زمین­شناسی در تغییر مسیر رودخانه­ی هیرمند و نقش تاریخی آن در جابجایی سکونتگاه­ها در سیستان. مجله جغرافیا و توسعه، پاییز و زمستان. شماره 4، ص5- 20

احمدی، حسن. 1385، ژئومرفولوژی کاربردی، جلد دوم، بیابان- فرسایش بادی، چاپ دوم، انتشارات دانشگاه تهران.

برزگر، عبدالرحمن، 1380. مبانی فیزیک خاک، دانشگاه شهید چمران، اهواز

خامه چیان، م؛ رحیمی، ا؛ لشکری پور، غ م؛ سلوکی، ح ر.1384. بررسی علل فرسایش خاکهای دشت سیستان از دیدگاه زمین شناسی مهندسی با نگرش خاص به پدیده واگرایی. مجله علوم دانشگاه تهران، شماره 31. ص 268-253.

مهندسین مشاور جامع ایران. 1383، مطالعات جامع بیابان زدایی و مقابله با فرسایش بادی دشت سیستان، منابع اراضی و خاک. وزارت جهاد کشاورزی، دفتر تثبیت شن وبیابانزدایی.       

مهندسین مشاور سازآب شرق.1382، مطالعات شناسایی منشاء، جهت جریان و محلهای رسوبگذاری ماسه­های روان(منطقه شمال رودخانه سیستان)، جلد نهم: منشاءیابی رسوبات بادی. وزارت نیرو، شرکت سهامی توسعه منابع آب و خاک سیستان.

نبوی، محمد حسن. 1356، دیباچه ای بر زمین شناسی ایران. سازمان زمین شناسی کشور.

ASTM. 2005. Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils. D 4318-05, ASTM.International 8pp

ASTMD698-00a. 2003. Standard Test Method for Laboratory Compaction Characteristics of Soil using Standard  Effort, Annual Book of ASTM Standards, American Society For Testing and Materials, West Conshohocken, PA, pp. 78–87 04.08

ASTM. Standard D4959, 2007. Standard Test Method for Determination of Water (Moisture) Content of Soil by Direct Heating. ASTM International, West Conshohocken, PA.

Barrie, L., Nickovic, S. 2009.  A Global View of Atmospheric Sand and Dust: Occurrence, Prediction and Impacts. ESA/WMO SDS_WAS Satellite Products Workshop 8-9 Sept Barcelona.

Chen, W., Fryrear, D. W., 1996. Grain-Size Distribution of Wind Eroded Material Above a Flat Bare Soil. Physical. Geography. 17, 554 – 584.

Cho, G.C., Dodds,J., Santamarina, J.C., 2006. Particle Shape Effects on Packing Density, Stiffness, and Strength: Natural and Crushed Sands. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering.132,591-602

Esmailli, O., Tajrishy, M., Daneshkar Arasteh, P., 2006.Results of the 50 Year Ground-Based Measurements in Comparison with Satellite Remote Sensing of Two Prominent Dust Emission Sources Located in Iran.Remote Sensing of Clouds and the Atmosphere XI, edited by James R. Slusser, Klaus Schafer, Adolfo Comeron. Proc. of SPlE Vol. 6362.

Gomes, L., Arrue, J.L., Lopez, M.V., Strek, G., Richard, D., Garcia, R., Sabre, J.M., Gaudichet,  A., Frangi, J.P., 2003. Wind Erosion in a Semiarid Area of Spain: the WELSONS project. Catena 52, 235-256.

Goossens,D., 2004.  Effect of Soil Crusting on the Emission and Transport of wind-eroded Sediment: Field Measurements on Loamy Sandy Soil. Geomorphology. 58, 145-160

Li, F. R., Zhang, H., Zhang, T. H., Shirato, Y., 2003. Variation of Sand Transportation Rates in  Sandy Grasslands along a Desertification Gradient in Northern China. Catena. 53, 255-272

Li,F.R., Zhao,L.Y., Zhang,H.,Zhang,T.H., Shirato,Y., 2004. Wind Erosion and Airborne Dust Deposition in Farmland During Spring in the Horqin Sandy Land of Eastern Inner Mongolia, China. Soil & Tillage Research. 75, 121-130

Liu, S., Wang, T., Chen,G., Guo, J.,Xue, X.,Ma, S., 2008. Field Investigation of Surface Sand and Dust Movement  over Different Sandy Grasslands in the Otindag Sandy Land,  China. Environmental Geology. 53, 1225-1233

Lopez, M. V., 1998. Wind Erosion in Agricultural Soil: an Example of Limited Supply of Particle Available for Erosion. Catena 33, 17-28

Mao, X., Liejin,G.,2009. The Dust Emission Law in the wind Erosion Process on Soil Surface.Science  China Series G: Physics, Mechanics & Astronomy. 52, 258-269

Miri,A.,Ahmadi, H., Ekhtesasi, M. R., Panjekeh, N., Ghanbari, A., 2009. Environmental and  Socio-Economic Impacts of Dust Storms in Sistan Region, Iran. International  Journal of Environmental Studies. 66,343-355

Nordstrom,K.F., Hotta, S., 2004. Wind Erosion from Cropland in the USA: a review of problems,  solutions and prospects. Geoderma. 121,157-167

Raghavan, G. S., Mckyes, E., Beaulieu, B., 1977. Prediction of Clay Soil Campaction. Journal of Terramechanics. 14, 31- 38.

UNEP, 2006. History of Environmental Change in the Sistan Basin Based on Satellite Image Analysis:1976 – 2005,Geneva, UNEP Post-Conflict  Branch

Zhao, H.L., Yi, X.Y.,  Zhou, R.L., Zhao, X.Y., Zhang, T.H., Drake, S., 2006. Wind Erosion and Sand Accumulation Effects on Soil Properties in Horqin Sandy Farmland, Inner Mongolia. Catena 65, 71 – 79.

Zhibao, D., Zunming, W., Lianyou, L., 2000. Wind Erosion in Arid and Semiarid China: an overview. Journal of Soil Conservation. 55,439 – 444.

Zimbone, S.M, Vickers, A., Morgan, R.P.C., Vella,P., 1996. Field Investigations of Different  Techniques for Measuring Surface Soil Shear Strength. Soil Technology 9, 101-111