تعیین سهم منابع رسوب حوزه با استفاده از تکنیک انگشت‌نگاری عناصر ژئوشیمیایی (مطالعه موردی: حوزه دره انار باغملک)

آب و خاک

مقاله 2، دوره 32، شماره 6 - شماره پیاپی 62، بهمن 1397، صفحه 1055-1067   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v32i6.65219

نویسندگان

امین ذرتی پور^* ؛ محمد معظمی؛ محمدرضا انصاری

کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان

چکیده

لازمه اجرای صحیح برنامه­های حفاظت خاک و کنترل رسوب، کسب اطلاعات از اهمیت نسبی منابع رسوب و تعیین سهم آن­ها در توان رسوب­زایی و همچنین شناسایی کانون­های بحرانی در حوزه­های آبخیز است. امروزه تکنیک­های انگشت­نگاری منابع رسوب، روشی مناسب در تهیة سریع و کم هزینة اطلاعات در مورد منابع اصلی رسوب هستند. در تحقیق حاضر از این تکنیک در سهم­بندی منابع رسوب و شناسایی واحدهای بحرانی در زیرحوزه دره انار باغملک در استان خوزستان استفاده شد. در این روش با به کارگیری آزمون­های آماری مقایسة میانگین­ها و تحلیل تشخیص، از میان هفت ردیاب ژئوشیمیایی انتخاب شده که عبارتند از سرب، روی، مس، آهن، منگنز، نیکل وکروم، ترکیب بهینه­ای از ردیاب­ها شامل مس، آهن و منگنز انتخاب شد. در نهایت با استفاده از یک مدل ترکیبی چندمتغیره، رابطه­ای بین مقادیر ردیاب­های منشاء و رسوبات برقرار شده و سهم منابع رسوب حوزه برآورد شد. سازند گچساران با 3/53 درصد بیش­ترین و سازند بختیاری با 9/0 درصد کم­ترین سهم را در رسوب­زایی حوزه به خود اختصاص دادند. همچنین کاربری مرتع درجه سه و کاربری جنگل نیز به ترتیب با 5/71 و 3/0درصد، بیش­ترین و کم­ترین مقدار رسوب­زایی کاربری اراضی حوزه را بر عهده داشتند. در نهایت برای ارزیابی نتایج از ضریب کارایی مدل استفاده شد و ضریب 98/0 به دست آمد، که نشان داد تکنیک انگشت­نگاری رسوبات صحت و دقت بالایی در برآوردها داشته و روش مناسبی در تفکیک و تعیین سهم منابع رسوب حوزه می­باشد.

کلیدواژه‌ها

باغملک؛ تابع تشخیص؛ رسوب؛ ردیاب؛ سهم بندی؛ منشاءیابی

مراجع

1. Ansari, M. R. 2016. Investigating the Effects of Soil Management on Runoff and Sediment Using SWAT Model and Comparison of MCE with SWAT Model in Roudezard Regis, thesis for doctoral degree (PhD), campus of agriculture and natural resources of Tehran University, P. 213.

2. Arabkhedri, M. 2008. Study on Rain Characteristics and Calibration of Rainfall Simulator of Soil Conservation and Watershed Management Research Center, Final Report on 83013-0000-01-040000-003-2 Project. Institute of Soil Conservation and Watershed Management Research, Tehran. (In Persian with English abstract).

3. Collins, A.L. Walling, D.E. 2004. Documenting catchment suspended sediment sources: problems, approaches and prospects. Progress in Physical Geography, 28, 159-196.

4. Collins, A.L. Walling, D.E. 2006. Sources of fine sediment recovered from the channel bed of lowland groundwater-fed catchments in the UK. Geomorphology, 88, 120138.

5. Feiznia, S. 1995. Straight Rocks to erosion in different climate of Iran. Journal of Iran, Natural. Resources, 47, 107-131. (In Persian with English abstract).

6. Hakim Khani, S. H. Ahmadi, H. Ghayoumian, J. Feiznia, S. and Bihamta, M. R. 2007. Determining a suitable subset of geochemical elements for separation of lithological types of Poldasht water spreading station basin, Journal of. Iran. Natural. Resources, 60, 693–711. (In Persian with English abstract).

7. Krause, A. K. Franks, S. W. Kalma, J. D. Rowan, J. S. and Loughran, R. J. 2003. Multi parameter fingerprinting of sediment deposition in a small gullied catchment in SE Australia, Catena, 53, 327-348.

8. Malhotra, K. Lamba, J. Srivastava, P. Shepherd, S. 2018. Fingerprinting Suspended Sediment Sources in an Urbanized Watershed, Water Journal, 10, 1573.

9. Moazzami, M. 2006. Source studies of fine alluvial sediments using sediment fingerprinting method, M.Sc. Thesis, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, 158 p. (In Persian with English abstract).

10. Nash, J. E. and Sutcliffe, J. E. 1970. River flow forecasting through conceptual models, Journal of Hydrology, 10, 282-290.

11. Nichols, D. J. 2001. The source and behavior of fine sediment deposits in the River Torridge Devon and their implications for salmon spawning. PhD thesis, University of Exeter.

12. Poulenard, J. Legout. C. Nemery. J. Bramorski, J. Navratil. O. Douchin. A. Fanget. B. Perrette. Y. Evrard. O. 2012. Tracing sediment sources during floods using Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectrometry (DRIFTS): A case study in a highly erosive mountainous catchment (Southern French Alps). Journal of Hydrology 414–415. 452–462.

13. Russell, M.A. Walling, D. E. Hodgkinson, R.A. 2001. Suspended sediment sources in two small lowland agriculture catchments in the UK, Journal of Hydrology, 252, 1-24.

14. Soster, F.M. Matisoff, G. Whiting, P.J. Fornes, W. Ketterer, M. Szechenyi, S. 2007. Floodplain sedimentation rates in an alpine watershed determined by radionuclide techniques. Earth Surface Processes and Landforms 31, 910-928.

15. Siegel, F. R. 2002. Environmental geochemistry of potentially toxic metals, Springer, 218p.

16. Tabachnick, B.G. Fidel, L.S. 2012. Using Multivariate Statistics. Harper Collins College Publishers, New York, 1024 p.

17. Tessier, A. Campbell, P.G.C. and Bission, M. 1979. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate traces metals, Anal. Chem. 51: 844-851.

18. Thompson, J. Cassidy. R. Doody, D. G. Flynn. R. 2013. Predicting critical source areas of sediment in headwater catchments, Agriculture, Ecosystems and Environment .179. 41– 52.

19. Voli, M.T. Wegmann, K.W. Bohnenstiehl, D.W. Leithold, E. Osburn C.L. and Polyakov, V. 2013. Fingerprinting the sources of suspended sediment delivery to a large municipal drinking water reservoir: Falls Lake, Neuse River, North Carolina, USA, J Soils Sediments. 13:1692–1707.

20. Walling, D.E. Russell, M.A. Hodghinson, R.A. Zhang, X. 2002. Fine grained sediment budgets for two small lowland agricultural catchments in the UK. Catena 47, 323-353.

21. Walling, D.E., Collins, A.L. 2008. the catchment sediment budget as a management tool, Environmental Science and Policy, 11, 136-143.

22. Walling, D.E. 2005. Tracing suspended sediment sources in catchments and river systems. Science of the Total Environment, 344 (1-3), 159-184.