تحلیل روابط کمی بین ویژگی‌های مورفومتری مخروط افکنه های ساحلی با حوضه های آبخیز (مطالعه موردی، واحد ژئومورفولوژیکی تالش)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 زمین شناسی کشور

2 گروه جغرافیای طبیعی دانشگاه شهدی بهشتی تهران، ایرانِ

چکیده

مخروط افکنه های جلگه ساحلی واحد تالش از جمله مهم‌ترین واحد های ژئومورفولوژیکی این منطقه می‌باشد که از دیدگاه شکل و ابعاد کمی و عوامل موثر در تکامل آن‌ها تفاوت‌های آشکاری دارند. تحلیل کمی مورفولوژی و مورفومتری و همچنین برقراری روابط آماری و تعیین نقش مهم‌ترین عوامل موثر بر شکل گیری و تغییرات هندسی این مخروط افکنه ها، می‌تواند رهیافتی جدیدی را در زمینه مطالعات این اشکال در منطقه مورد مطالعه به همراه داشته باشد.در بررسی مورفولوژی حوضه‌ها پارامتر های مساحت حوضه، محیط حوضه، طول شبکه آبراهه، تراکم شبکه آبراهه، شیب حوضه‌ها، نسبت اختلاف ارتفاع حوضه، ضریب ناهمواری ملتن، فرسایش پذیری واحد های سنگی حوضه و در تحلیل مخروط افکنه ها، پارامتر های مساحت، اختلاف ارتفاع، حجم، شیب، تقعر و طول مخروط و طول قاعده مخروط در 24 مخروط افکنه و حوضه اصلی زون ساحلی تالش محاسبه گردید. همچنین طبقه بندی فرسایش پذیری واحد های سنگی بر اساس روش پیروان (1391) انجام گرفت.نتایج حاصل از ماتریس همبستگی نشان دهنده تأثیر متغیرهای ضریب ملتون، مساحت، محیط و ناهمواری و فرسایش پذیری حوضه در شکل دهی هندسی مخروط افکنه ها است و مساحت حوضه آبریز و ضربی ملتون بیشترین همبستگی را با ویژگی‌های مورفومتری مخروط افکنه ها دارد. از بین روش‌های آماری مورد استفاده برای برقراری ارتباط و همبستگی بین پارامتر های هندسی حوضه آبریز و مخروط افکنه ها، روابط ریاضی مبتنی بر آلومتری همبستگی نشان دهنده همبستگی بسیار قوی بین مساحت حوضه آبریز با مساحت مخروط افکنه و همچنین ضریب ملتون با شیب مخروط افکنه دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analyses quantitative Relation Between Characteristics of Coastal Fan delta morphometry with Catchments (Case Study, Talesh Geomorphological Unit)

نویسندگان [English]

  • Alireza Salehipour Milani 1
  • Zahra Beshkani 2
2 Department of Physical Geography, Shahid beheshti University
چکیده [English]

Introduction
Relationships between alluvial fans and catchments are a basic concept in geomorphological studies and many empirical models have been used to study the variation between the properties of an alluvial fan and its drainage basin. TheTalesh Geomorphological Unit in northern Iran is one of the most important units in the country and so far, no morphological and morphometric study has been done on its coastal alluvial fan cones. Alluvial fans of the Talesh coastal plain are one of the most important geomorphological units in the region, with distinct differences in shape, size, and factors affecting their evolution The purpose of this study is to investigate the morphology of alluvial fans, and analyze the role of morphology and lithology of catchments in the alluvial fan geomorphology of this area using statistical relationships.

Methodology
Basin and alluvial fan boundary extracted using Alos-Palsat elevation model, 1: 50000 map and Quickbird satellite images in Arcgis and Hec-GeoHMSsoftware.Ab catchment area ,Cb: highest basin elevation ,, Pb: basin perimeter,, Lc: river length ,, Rb: basin , (minimum difference and maximum basin height,), Db drainage network density as well as: M Melton coefficient in basins and Af: Alluvial fan area, Apf: apex, Lf: length of alluvial fan, Sf: Slope of alluvial fan, Cf alluvial fan,Ltf toe length of alluvial fan and alluvial fan volume (V) calculated and used In this study. In order to better analyze the factors affecting the formation of alluvial fans, using cluster analysis and n SPSS software, alluvial fans that are most similar together they were classified into 5 classes. Moreover, the role of the main factors in the formation and morphometric changes of alluvial fans was investigated.

Results and discussion
Based on the variance of factors among the variables measured in catchment related to variables: drainage basin area, catchment area, basin height difference, total length of channel network, basin elevation height, and melaton coefficient. Alluvial fan volume, Alluvial fan apex height, cone length, and cone slope. The results of the correlation matrix show the influence of the variables of melton coefficient, area, perimeters, roughness and erodibility of the basin on the geometric shaping of alluvial fans. Alluvial fan area has the highest correlation with catchment area of 0.629 and basin environment of 0.616 and erodibility of rock and sedimentary units with 0. 536.The effect of melton coefficient on other geometrical parameters of the basin is also quite clear. Among the catchment variables, cone slope with melton coefficient (-0.59) , length of cone (-0.569) , height of cone vertex (-0.525) , and difference of vertex height and cone height (-0.558) The highest correlation with the Melton coefficient of cone base length has the highest correlation with basin roughness (0.558) and later with erosivity 0.55 and basin environment (0.552). Among the statistical methods used to communicate and correlate between catchment geometric parameters and alluvial fans, allometric relationships show a very strong correlation between catchment area with alluvial area and melton coefficient with alluvial fan slope.Allometry results show a very strong positive correlation coefficient of about 0.78 between catchment area and alluvial fan area.The relationship between basin area and alluvial fan slope in the study area using this relationship was weak and positive.
The relationship between the melton coefficient of the basin slope is inverse. The results also showa strong positive correlation of 0.75 between these two parameters





Conclusion
The results show that the most important factor in decreasing or increasing the area of alluvial fan in this area is catchment area and with decreasing basin area, the area of alluvial fan also has a decreasing trend and shows a linear correlation coefficient of 0.41. The Melton coefficient, which takes into account the role of catchment area roughness and roughness, is the most correlated variable with volume, slope, cone length, apex height, and alluvial fan height difference in the study area. Correlation matrix, linear correlation and allometric matrix relationships were used to investigate the correlation between parameters. The results show that in addition to the relationship between catchment area and alluvial slope slope, relationships between basin area and alluvial slope area, as well as slope and melton coefficient, the coefficients obtained by allometric method are much better than other statistical methods in relation to the relationship between Morphometric variables have catchment and geometric shape of alluvial fans.The results show that in addition to the relationship between catchment area and alluvial slope, the relationships between basin area and alluvial area as well as melton coefficient and slope coefficients are much better than the other statistical methods in relation to the relationship between Morphometric variables have catchment and geometric shape of alluvial fans.
Keyword: Alluvial fan, Morphometry, Allometry, Talesh Unit

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Alluvial fan
  • morphometry
  • Allometry
  • Talesh Unit
  • امیر احمدی، ابوالقاسم؛ ثقفی ،مهدی؛ ربیعی، مریم ، 1390، تحلیل و طبقه بندی چند متغیره برای مدلسازی متغیرهای موثر بر شکل هندسی مخروط افکنه های دامنه شمالی کوهستان باقران (جنوب شهر بیرجند)، مجله جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، سال 22 ، دوره 44 ، ش 4، صص 73-90
  • بهرامی، شهرام؛ بهرامی، کاظم ، 1390 ، ارزیابی تکنیکهای ژئومورفولوژیکی جهت شناسایی مخروط افکنه های قدیمی و جدید به منظور تعیین مناطق مستعد سیلخیزی در چهار مخروطافکنه در زاگرس چین خورده. مجله جغرافیا و توسعه، شماره 22 ، صص106-89
  • پیروان، حمیدرضا ؛ شریعت جعفری، محسن ، 1391، ارائه روشی جامع برای تعیین فرسایش پذیری واحدهای سنگ شناسی با نگرشی بر زمینشناسی ایران، مهندسی و مدیریت آبخیز،دوره 5، ش 3،صص 213-199.
  • جوکار سرهنگی عیسی ؛ فخرالدین؛ سمیه، ۱۳۹۴، بررسی تأثیر ویژگیهای هندسی حوضه ها در تشکیل مخروط افکنه های دامنه جنوبی البرز در استان سمنان با استفاده از روشهای همبستگی و تحلیل سلسله مراتبی مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، ش ۲۰،صص70-60
  • -روستایی، شهرام؛ زمردیان، محمد جعفر؛ رجبی، مصومه؛ و مقامی مقیم، غلامرضا، 1388، نقش فعالیت‌های تکتونیکی در شکل‌گیری و گسترش مخروط افکنه‌های دامنه‌های جنوبی آلاداغ، جغرافیا و توسعه، ش 13، صص 137-156.
  • سازمان بنادر و دریانوردی، 1384 -مطالعات مدیریت یکپارچه مناطق ساحلی کشور )ICZM نقشه های شکل اراضی مناطق ساحلی با مقیاس 1:25000 )
  • طالقانی، محمود.، 1381. ژئومورفولوژی ایران، چاپ اول، انتشارات قومس، ص 127-126
  • عابدینی، موسی؛ رجایی، عبدالحمید ، 1385، بررسی نقش عوامل مؤثر در گسترش و تکامل مخروط افکنه های ارتفاعات دره دیز. دیوان داغی با استفاده از روشها و تکنیکهای جدید ، پژوهشهای جغرافیایی، ش 55 ، صص89-73
  • مددی، عقیل ؛ فرجی منفرد، ابوالفضل ، 1393، مطالعه ی عوامل مؤثر در شکل گیری مخروط افکنه های گوز لدره و کرفس و بررسی فعالیت های تکتونیکی در دامنه های جنوبی خرقان (همدان)، فصلنامه جغرافیا و توسعه، سال 12، ش37،  صص 206-195
  • مختاری کشکی، داود؛ کرمی، فریبا؛ و بیاتی خطیبی، مریم ، 1386،  اشکال مختلف مخروط افکنه های در اطراف توده کوهستانی میشوداغ با تاکید بر نقش فعالیتهای تکتونیکی کواترنر در ایجاد آنها ،مدرس، بهار 1386، صص 36-46
  • مقصودی، مهران ، 1387 ، بررسی عوامل مؤثر در تحول ژئومورفولوژی مخروطافکنه ها مطالعه موردی مخروط افکنه جاجرود ، پژوهشهای جغرافیایی، ش 65 ، صص92-73
  • نوگل سادات میر علی اکبر، 1370 -مطالعات جامع زمین شناسی گیلان، استانداری گیلان.
  • یمانی، مجتبی؛ و مقصودی، مهران، 1382، بررسی و تحول کانال‌های گیسویی در سطح مخروط افکنه‌ها- مطالعه موردی: مخروط افکنه‌ی تنگویه در چاله سیرجان، پژوهش‌های جغرافیایی، ش 45، صص 103-113.
  • Ballantyne, C.K., (2002) , Paraglacial geomorphology. Quaternary Science Reviews, 21, pp. 1935-2017.
  • Berberian, Manuel., (1983) , The southern Caspian: A compression depression floored by a trapped, modifief oceanic crust. Canadian Journal of Earth Sciences, 20, pp163-183.
  • Bettis III, E.A., (2003) , Patterns in Holocene colluvium and alluvial fans across the prairie-forest transition in the midcontinent USA. Geoarchaeology, 18, pp. 779-797.
  • Blair, T.C. and McPherson, J.G., 1994. Alluvial fan processes and forms. In: A.D. Abrahams and A.J. Parsons (Editors), Geomorphology of Desert Environments. Chapman and Hall, London, pp. 354-402.
  • Bull,W.B., (1962). Relations of alluvial fan size and slope to drainagebasin size and lithology in western Fresno Country. CA. US Geo logical Survey Professional Paper, 450-B, 51-53.
  • Bull, W.B., (1964). Geomorphology of segmented alluvial fans in western Fresno Countr., California. US Geological Survey Professional Paper, 352-E, pp 89-129.
  • Bull, W.B., (1972). Recognition of alluvial fan deposits in the stratigraphic record. In: RIGBYJ.K. &W.K. HAMBLIN (Eds), Recognition of Ancient Sedimentary Environments. Society of Economic Paleontologists and Mineralogists Special Publication, 16, pp 63- 83.
  • Bull, W.B., (1977). The alluvial fan environment. Progress in Physical Geography, 1,pp 222-270.
  • Clark, G.C. Davis, R.G. Hamzepour, B. Jones, C.R., 1975-.( Explanatory text of the Bandar-e-Anzali Quadrangle Map 1:250000, Geological survey of Iran)
  • Curch, M. and D.M. Mark., (1980). On size and scale in geomorphology. Progress in Physical Geography, 4, pp. 342-390.
  • Denny, C.S., (1965). Alluvial fans in the Death Valley region, California and Nevada.US Geological Survey Professional Paper, pp.466
  • Giles, P. Nichols, G. and Wilford, D., (2010) , Alluvial Fans: from reconstructing past environments to identifying contemporary hazards. Geomorphology, 115(3–4) ,199-224.
  • Giles, Philip., (2010). Investigation the use of alluvial fan volume to represent fan size in morphometric studies. Geomorphology, 121(4) ,317-328.
  • Gould. S. J., (1966). Allometry and size in ontogeny and phylogeny. Biological Reviews, 41, pp-587-640
  • Hooke, R.L., (1968). Steady-state relationships on arid-region alluvial fans in closed basins. American Journal of Science, 266, pp. 609-629.
  • Harvey, A.M., (1997). The role of alluvial fans in arid zone fluvial systems. In: Thomas, D.S.G. (Ed.), Arid Zone Geomorphology. 2nd ed. Wiley, Chichester, pp. 231– 259.
  • Harvey, A.M. Silva, P.G. Mather, A.E. Goy, J.L. Stokes,M. &Zzazo, C., (1999). The impact of Quaternary sea-level andclimate change on coastal alluvial fans in the Cabo de Gataranges,southeast Spain. Geomorphology, 28, 1-22.
  • Iriondo, M., (1994). The Quaternary of Ecuador. Quaternary International, 21, pp. 101-112.
  • Kostaschuk, R.A, McDONALD, G.M. and PUTNAM P.E., (1986). Depositional processes and alluvial fan-drainage basin morphometric relationships near Banff, Alberta, Canada. Earth Surface Processes and Landforms, 11, pp. 471-484.
  • Mills, H.H., (2005). Relative-age dating of transported regolith and application to study of landform evolution in the Appalachians. Geomorphology, 67, pp. 63-96.
  • Mokarram, M. Seif, A. Sathyamoorthy, D., 2014. Use of morphometric analysis and self-organizing maps for alluvial fan classification: case study on Ostorankooh altitudes, Iran. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Tehran, Apr 22–23, 2014: 45.
  • Paluska, A. and Degens, E.T., 1980(. DasQuartar Des KaspischenKustenvorlandes, Geological Survey of Iran.)
  • Robinson, R.A.J. Spencer, J.Q.G. Strecker, M.R., Richter, A. and Alonso, R.N., (2005). Luminescence dating of alluvial fans in in tramontane basins of NW Argentina. In: Harvey, A.M., Mather, A.E., and Stokes, M. eds. Alluvial Fans: Geomorphology, Sedimentology, Dynamics. London, Geological Society Special Publications 251, pp. 153-168
  • Seif, Abdollah. and Mokarram, Marzieh., (2013). Quantitative Relationships between Characteristics ofDrainage Basin and Alluvial Fan. Journal of Environment, 2(4) , pp. 90-93.
  • Thomas, M.F., (2003). Late Quaternary sediment fluxes from tropical watersheds. Sedimentary Geology, 162, pp. 63-81.
  • Thorndrycraft, V.R. and Benito, G., (2006). Late Holocene fluvial chronology of Spain: The role of climatic variability and human impact. Catena, 66, pp. 34-41.
  • Valkanou, K., Karymbalis E. Papanastassiou, E. Gaki-Papanastassiou, K. Giles, P.T., (2013). Analysis of relationships among coastal alluvial fans and their contributing catchments in North Evoikos Gulf (Central Greece). 8th International Conference on Geomorphology
  • Weissman, G.S. Mount, J.E. Fogg, G.E., 2002. Glacially driven cycles in accumulation space andsequence stratigraphy of a stream-dominated alluvial fan, San Joaquin Valley, California,U.S.A. Journal of Sedimentary Research, 72, pp.270-281
  • Yousefi, E., and Friedberg, J.L, (1978). Aeromagnetic map of GorganAom, Babol and Qazvin quadrangles (1:250000). Geological survey of Iran, No.H4.
  • Jackson, J., Priestley, K., Allen, M., Berberian, M, (2002). Active tectonics of the South caspian Basin. Geophys. J. Int. 148, pp. 214-245.