بررسی سهم منابع رسوب در حوزه آبخیز بهشت‌آباد با استفاده از ردیاب‌های طبیعی خاک

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناس ارشد حفاظت آب و خاک، گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

2 استادیار گروه مهندسی محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.

3 استادیار گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.

4 دانشیار گروه مهندسی محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.

چکیده

روش منشأیابی به‌منظور تعیین سهم واحدهای اراضی در تولید رسوب استفاده می‌شود. در روش‌های رایج با استفاده از ترکیب مناسب خصوصیات جداکننده منابع رسوب، سهم منابع رسوب در تولید رسوب تعیین می‌شود. هدف از مطالعه حاضر تعیین سهم نسبی رسوب‌دهی هر یک از کابری‌های مختلف در بخشی از حوزه آبخیز بهشت‌آباد با مساحت 308 کیلومتر مربع از طریق روش انگشت‌نگاری رسوبات است. به این منظور 36 نمونه خاک از عمق 0-5 سانتی‌متر کاربری­های مختلف و 10 نمونه از رسوب معلق خروجی حوضه برداشت شد. در همه نمونه­ها، ردیاب­های اولیه شامل آهن، مس، منیزیم، سدیم، کلسیم، پتاسیم، آهک، کربن آلی، نیتروژن و فسفر اندازه­گیری شد. سپس، با استفاده از آنالیز آماری و تجزیه تابع تشخیص، ترکیب بهینه‌ای از ردیاب‌ها برای هر کاربری با استفاده از توابع تحلیل تشخیص به دست آمد. سرانجام در مرحله بعدی، سهم هر کاربری در تولید رسوب با استفاده از مدل ترکیبی چند متغیره تعیین گردید. سهم نسبی هر یک از کاربری‌های کشت آبی، مرتع، کشت دیم و مسکونی به ترتیب برابر با 67/88، 7/63، 19/40، 5/10 درصد برآورد شد. با توجه به اینکه که در منطقه مورد مطالعه، سهم اراضی کشت آبی در تولید رسوب معلق در مقایسه با سایر کاربری­ها زیاد است، باید توجه ویژه به نحوه عملیات کشاورزی داشت تا از تولید رسوب جلوگیری شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Fingerprinting of Water Sediments of Beheshtabad Basin Using Natural Soil Tracers

نویسندگان [English]

  • azita Gheibi por 1
  • Nasrin Gharahi 2
  • rafat zare 3
  • rasol zamani 4
1 M.Sc. Student, Faculty of Natural Resources and Earth Science, Shahrekord University, P.O. Box 115, Shahrekord, Iran
2 Assistant Prof., of Environmental Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
3 Assistant Prof., of Nature Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.
4 Associate Prof., of Environmental Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.
چکیده [English]

Fingerprint method determines the contribution of sediment in the land units. In this method, a suitable composite (set) of diagnostic properties and a multivariate mixing model are employed to estimate the relative contribution of sediment sources to sediments transported to watershed outlet. The purpose of this study was to determine the contribution of different sediment sources in the Beheshtabad watershed with 308 km2 area. For this purpose, 36 soil samples were taken from sedimentary sources (0-5 cm depth) and 10 sediment samples from watershed outlet. In each of the sources, initial traces were evaluated by Kruskal-Wallis test. In the second stage, an optimal combination of tracers for each source was obtained using diagnostic analysis functions, and finally, in the next step, the contribution of each user in sediment production for each sampling method was determined using Collins et al. model. The contribution of agricultural, rangeland, rainfed and residential land use was equal to 67.88, 7.63, 19.40, and 5.10 %, respectively. Results showed agricultural has maximum share in sediment with 67.88percent. Due to the fact that the contribution of sediment in agricultural lands in the study area is high, special attention should be paid to the way of agricultural operations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fingerprinting
  • diagnostic analysis functions
  • Land use
  • soil erosion
  • Sediment source

مراجع

  1. اسدی ح. 1401. واکاوی تاریخچه فعالیت دانشگاه‌ها، مراکز تحقیقاتی و سازمان‌های اجرایی مرتبط با فرسایش و حفاظت خاک در ایران. مجلۀ تحقیقات آب‌وخاک ایران. دوره 53 (شماره 2)، ص 411-433.
  2. اعظمی ج، مرادپور ح، کیانی مهر ن. 1396. مروری بر شاخص‏های زیستیِ محیط‏های آلوده به فلزات‌ سنگین. انسان و محیط‌زیست. دوره 15 (شماره 1)، ص 13-24
  3. حبیبی، س.، غلامی، ح.، فتح‌آبادی، ا.، دسموند، و. 1397. منشأیابی رسوبات ته‌نشین شده در مخزن سد با استفاده از روش انگشت‌نگاری (مطالعه موردی حوضه­های آبخیز سد لاور فین استان هرمزگان). نشریه پژوهش­های فرسایش محیطی. دوره 8 (شماره 3)، ص 1-15.
  4. حق‌شناس، آ.، حاتمی­منش، م.، میرزائی، م.، میرسنجری، م.م.، حسین خضری، پ.1396. سنجش و ارزیابی خطر اکولوژیکی فلزات سنگین در رسوبات سطحی منطقه ویژه اقتصادی انرژی پارس، دوماهنامه طبّ جنوب. جلد ۲۰ (شماره 5)، ص ۴۴۸-۴۶۹.
  5. حکیم خانی، ش.، احمدی، ح.، غیومیان، ج.، نظرنژاد، ح.1386. تعیین سهم کاربری­های مختلف اراضی در تولید رسوب با استفاده از روش منشأیابی (مطالعه موردی حوضه پلدشت ماکو). مجله علوم آب‌وخاک. دوره 21(شماره 2)، ص 301-313.
  6. جمشیدی زنجانی ا.، سعیدی، م.1392. ارزیابی آلودگی و پهن ه بندی کیفی رسوبات سطحی تالاب انزلی بر اساس نتایج شاخص­های سنجش آلودگی فلزات سنگین. نشریه محیط‌شناسی. دورة 39 (شماره 4)، صفحه 170.
  7. عرب‌خدری م. 1400. وضعیت فرسایش آبی و رسوبدهی ایران، واکاوی آماری و مقایسه‌ای. مجله پژوهش‌های راهبردی در علوم کشاورزی و منابع طبیعی. دوره 6 (شماره 2)، ص 139-156.
  8. فیضنیا، س.،کوهپیما، ا.، احمدی، ح.، هاشمی، ع. ا. 1392. بررسی منابع رسوب حوضه­های آبخیز بر اساس روش انگشت‌نگاری. نشریه مرتع و آبخیزداری. دوره 66 (شماره 2)، ص 299-306.
  9. معظمی، م.، کوهپیما، ا . 1388. بررسی منشأیابی رسوبات رودخانه­ای ریزدانه با استفاده از روش انگشت‌نگاری رسوب، مطالعه موردی حوضه ابوالفارس خوزستان. هشتمین سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانه.
  10. نصرتی، ک.، احمدی، ح.، شریفی، ف. 1392. منشأ یابی منابع رسوب: ارتباط بین فعالیت­های آنزیمی خاک و رسوب. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب‌وخاک دوره 16 (شماره 60)، ص 227-237.
  11. نصرتی، ک.، احمدی، ف.، نظری، سامانی، ع. ا.، ثروتی، م. ر. 1394. تعیین نقش کاربری اراضی در تولید رسوب معلق و کف بر پایه منشأیابی رسوب در حوضه طالقانی، خرم‌آباد.، مجله منابع طبیعی ایران. دوره 68 (شماره 4)، ص 751-765.
  12. نصرتی، ک. 1390. منشأیابی رسوب براساس برآورد عدم قطعیت. مجله پژوهش­های حفاظت آب ایران. دوره 5 (شماره 9)، ص 51-60.
  13. نصرتی،ک.، جلالی س. 1396. بررسی میزان تولید رسوب معلق حوزه آبخیز زیارت، گرگان در فصل‌های مختلف با استفاده از تکنیک منشأیابی رسوب. مجله اکوهیدرولوژی، دوره 4 (شماره 3)، ص 887-895.
  14. نجفی، س.، صادقی، س. ح. ر. 1393. تعیین سهم منابع تولید رسوب از طریق مقایسه نتایج روش‌های تهیه نقشه سیمای فرسایش، انگشت‌نگاری و اندازه‌گیری میدانی. نشریه علمی- پژوهشی مهندسی و مدیریت آبخیز،. دوره 5 (شماره 3)، ص 165-178.
  15. Boudreault, M., Koiter, A. J., Lobb, D. A., Liu, K., Benoy, G., Owens, P. N., and S. Li. 2019. Comparison of sampling designs for sediment source fingerprinting in an agricultural watershed in Atlantic Canada. Soils and 19(9): 3302-3318.
  16. Collins, A. L., and E. Walling. 2007. Sources of fine sediment recovered from the channel bed of lowland groundwater-fed catchments in the UK. Geomorphology. 88: 120-138
  17. Collins, A.L., Walling, D. E., and G. J. L. Leek. Fingerprinting the origin of fluvial suspended sediment in larger river basin: Combining assessment of spatial provenance and source type. Geografiska Annaler. 79 (a): 239-25.
  18. Collins, A.L., Walling, D.E., and G.J.L. Leeks. 1997b. Source type ascription for fluvial suspended sediment based on a quantitative composite fingerprinting Catena. 29: 156-159.
  19. Collins, A.L., Walling, D.E., Webb, L., and P. King. 2010. Apportioning catchment scale sediment sources using a modified composite fingerprinting technique incorporating property weightings and prior information. Geoderma. 155: 249-261.
  20. Chow, L., Xing, Z., Benoy, G., Rees, H., Meng, F., Jiang, Y., and J. Daigle. 2011. Hydrology and water quality across gradients of agricultural intensity in the Little River watershed area, New Brunswick, Canada. Soil Water Conservation. 66: 71–84
  21. Chen, F., Fang, N., and Z. Shi. 2016. Using biomarkers as fingerprint properties to identify sediment sources in a smallcatchment. Science Total Environment. 557-558: 123-133..
  22. Franz, C., Makeschin, F., Weib, H., and C. Lorz. 2014. Sediments in urban riverbasins: Identification of sediment sources within the Lago Paranoá catchment, Brasilia DF, Brazil using the fingerprint approach. Science Total Environment. 466-467: 513-
  23. King, D.J., Eilers, R.G., Grant, B.A., Lobb, D.A, Padbury, G.A., Rees, H.W., Shelton, I.J., Wall, G.J., and LJP. Vliet. 2000. Risk of tillage erosion. In: T. McRae, S. Smith, and L.J. Gregorich (eds) Environmental health of Canadian agroecosystems. Agriculture and Agri-Food Canada, Ottawa, Ontario: 77–8.
  24. Mohammadi Raigania, Z., Nosratia, N., Adrian, L., and B. Collins. 2019. Fingerprinting sub-basin spatial sediment sources in a large Iranian catchment under dry-land cultivation and rangeland. Journal of Hydrology: Regional Studies. 24: 100613.
  25. Nazari Samani, A., Wasson, R.J., and A. Malekian. 2011. Application of multiple sediment fingerprinting techniques to determine the sediment source contribution of gully erosion: review and case study from Boushehr province, southwestern Iran. Progress in Physical Geography. 35: 375-391
  26. Olsen, S.R., and L.E. Sommers. 1982. Phosphorus. pags 403-430. In: A.L. Page, R.H. Miller, and D.R. Keeney (eds.) Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties. 2nd ed. Agron. Monogr. 9. ASA and SSSA, Madison, WI.
  27. McGill, W., Rutherford, P., Figueiredo, C., and J. Arocena. 2007. Total Nitrogen. Soil Sampling and Methods of Analysis, Second Edition.
  28. Soil Survey Staff. 1999. Soil taxonomy: Abasic System of Soil Surveys, USDA- NRCS Agric, Handb.436.2 ed. U.S. Govt. Print. Office, Washington, DC.
  29. Thomas, G.W. 1982. Exchangeable Cations: 159-165. In: A.L. Page, R.H. Miller, and D.R.Keeney (eds.) Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties. 2nded. Agron. Monogr. 9. ASA and SSSA, Madison, WI.
  30. Wallbrink P.J., and G. Croke. 2002. A combined rainfall simulator and tracer approach to assess the role of Best Management Practices in minimizing sediment redistribution and loss in forests after harvesting. Forest Ecology and Management, 170: 217–232
  31. Zhang, X.C., Liu, B., and G.H. Zhang. 2016. Quantifying sediment provenance using multiple composite fingerprints in a small watershed in Oklahoma. Environmental 45:1296-1302.
  32. Zhou, H., Chang, W., and L. Zhang. 2016. Sediment sources in a small agricultural catchment: Acomposite fingerprinting approach based on the selection of potential sources. Geomorphology, 266: 11-19.
مدیریت اراضی
دوره 11، شماره 1
فایل کامل جلد 11 شماره 1
مرداد 1402
صفحه 55-65

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار