ارتباط بافت رسوبات و توسعه یافتگی خندق‌ها در سطح مخروط‌افکنه‌های جنوبی البرز شرقی (گرمسار- سید آباد)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران.

2 استادیار گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران.

3 دانشیار گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران.

4 دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران.

10.22034/gmpj.2020.157642.0

چکیده

قطر ذرات رسوبات سطحی با فرایندهای غالب موثر در توسعه یافتگی و مورفولوژی سطحی لندفرمها ارتباط تنگاتنگی دارد. این پژوهش به ارتباط بافت رسوبات و توسعه یافتگی خندق­های واقع در دشت­سرهای جنوبی البرز شرقی به روش تحلیل آماری و با اندازه­گیری قطر ­ذرات در چهار سایت مطالعاتی حدفاصل گرمسار-سیدآباد پرداخته است. سایت­ها با توجه به تفاوت­ها و تشابهات مورفولوژی سطحی بر روی تصاویر و بازدیدهای میدانی انتخاب شده­اند. نمونه­های برداشت­شده از بخش­های ابتدایی، میانی، انتهایی و دیوارهگالی­ها در آزمایشگاه توزین و پس از الک، نتایج توسط نرم­افزار GRADISTAT در قالب نمودارها و جداول استخراج و تحلیل شده­اند. علاوه بر این، با برداشت 800 نمونه از باکس­های 5 در 5 متری، شاخص پهن­شدگی و مورفومتری آنها محاسبه شد. نتایج حاصله نشان می­دهند که بافت سطحی رسوبات چند­منشایی بوده و بیانگر تفاوت فرایندهای موثر در طی زمان هستند( در سایت 1 و 2 و 4، سنگفرش قلوه­سنگی با نام قلوه­سنگ ماسه­ای است به جز سایت 3، که ماسه قلوه­سنگی است. سایت یک و چهار، دو منشایی محاسبه شدند. سایت 2، سه منشایی و سایت 3، تک­منشأ.) کج­شدگی زیاد، جورشدگی ضعیف و کشیدگی متفاوت بیانگر آن است که نوع و اندازه رسوب سطحی و عمقی گالی­ها نتوانسته در همه سایت­ها به طور کامل در توسعه­یافتگی آنها موثر باشد. شاید در سایت 4، توسعه­یافتگی گلی­ها را فقط به عامل قطر رسوب منطقه و در سایت 2، عدم توسعه­یافتگی گالی­ها را بتوان به این عامل نسبت داد ولی در دو سایت دیگر یعنی سایت 1 و 3، به­هیچ­عنوان نمی­توان توسعه­یافتگی گالی­ها را تنها به بافت و قطر رسوب منطقه نسبت داد بنابر­این با توجه به تکتونیک فعال در منطقه عوامل تغییر سطح اساس بیش از خصوصیات فیزیکی رسوبات در این مسئله تاثیر­گذار بوده­اند.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the relation between sediments texture and gullies development in plains in the southern part of eastern Alborz using statistical analysis method (Case study: Garmsar-Seyyed Abad)

نویسندگان [English]

  • mojtaba yamani 1
  • Abolghasem Goorabi 2
  • Mehrani Maghsoudi 3
  • Sedigheh Mahboobi 4
1 university of Tehran
2 university of Tehran
3 university of Tehran
4 university of Tehran
چکیده [English]

Surface sediment's particles diameter is closely related to dominant processes of developing surface morphology of landforms. This study investigates the relation between sediments texture and gullies development in southern plains of eastern Alborz using statistical analysis and measuring the particles' diameter in four pilots in Garmsar-Seyyed Abad, Iran. The pilot sites were selected based on differences and similarities of surface morphology using satellite imageries and field studies. Samples were collected from bottom, middle, and upper part of gullies. After measuring the weight and doing sieve analysis of representative samples, the results were analyzed using GRADISTAT software in the form of graphs and tables. In addition the morphometric index was measured collecting 800 samples from 5*5 m boxes. The results showed that the surface sediments are derived from multiple sources which indicates the difference of effective processes over time (sites 1, 2 and 4, covered by gravel pavement called sandy gravel, sited 3 covered by gravely sand. Site 1 and 4 are derived from two sources, site 2 is three sources, and site 3 is single source). Poorly sorted sediments indicate that the size and type of gully's surface and deep sediments have not been able to fully affect on gullies development in all sites. Therefore, gullies development is not only related to sediments texture and diameter, but also consideration of more important factors such as tectonics processes is required in these sites.
Keywords: Garmsar, Granulometry, Morphometry, Gully erosion.
Introduction
Gully erosion is one of the important and threatening factors of environmental resources balance and its sustainability. This type of erosion not only limited to abnormal changes in landscape, land degradation, soil loss, impossibility agricultural activities, and economic utilization of natural resources, but also will lead to increase flood hazards, sedimentation of farmlands and make them unsuitable. 
In most cases, gullies are considered as environmental and surface change indicators, which are of great importance due to their rapid development. Sometimes, gully development is so quick that can be controlled by any means.
Methodology
This research has been carried out in several steps: (a) at first, after data collection, digital images processing, and preparation of different maps using different softwares, the scope of the study area was divided into 4 sites. The sites were selected based on differences and similarities of surface morphology on satellite images and field studies. Total number of gullies is 35 in these sites, which one gully was selected and considered in each site. The analysis method is mainly based on comparing effective variables and analyzing their relationships. Sediment data collected during field studies were used to determine the percentage of soil particles (morphometry) in gullies. In this regard, three samples were taken from the bottom, middle, and upper sides across gullies' length in each site. In order to investigate gullies' depth changes, three samples were taken from each gully's wall beginning 25%, middle 50%, and ending 75%. Totally, 24 samples were taken and put in special pockets with given title and number, which transferred to laboratory.
Results and discussion
Site 1: It consists of two sources of well sorted sediments, with sandy gravel texture, fine-grained, and much stretched particles.
Site 2: It consists of three sources of sediments with moderate sorting, sandy gravel texture, very fine-grained, and much stretched particles.
Site 3: It consists of one source of poorly sorted sediments, with gravely sand texture, fine-grained, and moderate stretched particles.
Site 4: It consists of two sources of poorly sorted sediments, with sandy gravel texture, very fine-grained, and stretched particles.
Site 1 and 4 have two modes, such as site 1 has more coarse-grained sediments in surface layer and mixed sediments in sub-surface layer. Site 4 also includes coarse-grained sediments in surface layer and fine-grained sediments in sub-surface layer. On site 2, sediments are clearly derived from two different basins: a) a small and close basin with medium-sized sediments, and b) a large and far basin with very coarse-grained sediments. Fine-grained sediments can also be seen under the above two layers, which refers to availability of third mode in this site. As seen in the area, site 3 consists of very fine-grained pebbles, which derived from one source. All of these differences and inconsistencies in sorting, skewness, and kurtosis can be related to irregular, dispersed, energetic, and low energy flows during different periods on the lower playa, and the effect of tectonics and cross-sectional or permanent upliftig, which have been seen in many different sites of the region.
Conclusion
The type and size of surface and deep sedimentation of gullies have not been able to fully affect on gullies development in all sites. Perhaps, the sediment diameter of the region is the only reason of gully development in site 4, and non-development of it in site 2.  In sites 1 and 3, gully development can not only be depended on sediment's texture and diameter of the region, but also some of other more important factors including tectonics should also be considered in these sites in further researches.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Garmsar
  • Granulometry
  • morphometry
  • Gully Erosion
احمدی، حسن،1374، ژئومورفولوژی کاربردی، جلد 1(فرسایش آبی)، انتشارات دانشگاه تهران، تهران.
پی. جی. فوکس. ای. ام، لی. ام. جیمزاس. گریفیتس. ژئومورفولوژی و مهندسی محیط: تئوری و کاربردها. مترجمان: مجتبی یمانی، ابوالقاسم گورابی، 1396، تهران، نشر رصد علم دانشگاه علم و فرهنگ.
حسین زاده، محمدمهدی؛ اسماعیلی، رضا؛ جوری، حسن؛ پورکلهر، سامانه، 1389، طبقه‌بندی گالی­ها بر مبنای ویژگی­های مورفومتریک با استفاده از تکنیک آماری چند متغیره (مطالعه موردی: فیروز کلاً – نوشهر)، پژوهش‌های دانش زمین، سال اول، شماره 3، صص 29-40.
خطیبی، مریم؛ بیاتی رجبی، معصومه؛ کرمی، فریبا، 1390، بررسی آستانه‌های توپوگرافیکی و تحلیل نقش نوع سازندهای سطحی در توسعه خندق­ها در دامنه­های کوهستان­های نواحی نیمه‌خشک مطالعه موردی: حوضه شورچای، مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، سال 22، شماره پیاپی 41، شماره 1، صص 15- 34.
رﻓﺎﻫﻲ، حسینقلی، 1382، ﻓﺮﺳﺎﻳﺶ آﺑﻲ و ﻛﻨﺘﺮل آن، اﻧﺘﺸﺎرات داﻧﺸﮕﺎه ﺗﻬﺮان، تهران.
راهی، غلامرضا، 1382، بررسی ویژگی­های مورفوکلیماتیک آبکندهای استان بوشهر، سومین گردهمایی مجریان استانی، مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری.
زنجانی جم، مجید؛ صوفی، مجید؛ بیات، رضا؛ رسولی، مسعود،1392، بررسی خصوصیات شکل – اقلیم‌شناسی خندق­ها به‌منظور طبقه‌بندی مناطق خندقی شده در استان زنجان، پژوهش­های آبخیزداری (پژوهش و سازندگی)، شماره 99، صص 2-10.
صوفی، مجید، 1383، بررسی ویژگی‌های مورفوکلیماتیک خندق‌های استان فارس، گزارش طرح تحقیقاتی، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری،130 ص.
صوفی، مجید، 1382، بررسی ویژگی‌های مورفوکلیماتیک آبکندهای استان فارس، سومین گردهمایی مجریان استانی، مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری.
ﻃﺒﺎﻃﺒﺎﻳﻲ، محمدرضا، 1384، ﺑﺮرﺳﻲ ﺗﻐﻴﻴﺮات ﻓﺮﺳﺎﻳﺶ ﺧﻨﺪﻗﻲ در اﺳـﺘﺎن ﺧﻮزﺳـﺘﺎن ﺑـﺎ اﺳـﺘﻔﺎده از ﭘـﺮدازش ﺗﺼـﺎوﻳﺮ ماهواره‌ای و ﺳﻴﺴﺘﻢ اﻃﻼﻋﺎت ﺟﻐﺮاﻓﻴﺎﻳﻲ، ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﻣﻘﺎﻻت دوﻣﻴﻦ ﻫﻤﺎﻳﺶ ﻓﺮﺳﺎﻳﺶ و رﺳﻮب، ﺗﻬﺮان.
عیسایی، حسین، 1382، بررسی ویژگی‌های مورفوکلیماتیک آبکندهای استان گلستان، سومین گردهمایی مجریان استانی، مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری.
فیض نیا، سادات؛ حشمتی، م؛ احمدی، حسن؛ قدوسی، جمال، 1386، بررسی فرسایش آبکندی سازند مارنی آغاجاری در منطقه قصر شیرین، مجله پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی، شماره 74 : صص40-32.
فیض نیا،  سادات،1378، سازندهای دوره کواترنر (مبانی نظری و کاربردی آن در منابع طبیعی)،  انتشارات دانشگاه تهران، تهران.
ﻗﺪوﺳﻲ، جمال؛ داوری، مسعود، 1384، تأثیر ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ و ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﺧﺎک در رﺧﺪاد ﻓﺮﺳﺎﻳﺶ ﺧﻨﺪﻗﻲ و ﻣﺮﻓﻮﻟﻮژی خندق‌ها. ﺳﻮﻣﻴﻦ ﻫﻤﺎﻳﺶ ﻣﻠﻲ ﻓﺮﺳﺎﻳﺶ و رﺳﻮب، ﺻﻔﺤﻪ 8.
گورابی، ابوالقاسم، 1395، تکتونیک فعال (زمین­لرزه­ها، بالا­آمدگی، و چشم­انداز)، انتشارات  انتخاب، تهران.
مقصودی، مهران؛ شادفر، صمد؛ عباسی، محمد، 1391. پهنه‌بندی حساسیت اراضی به فرسایش خندقی در حوضه‌ی زواریان استان قم، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی، شماره‌ی 2، صص 35-52.
ﻣﺤﻤﺪاﺑﺮاﻫﯿﻤﯽ، ﻣﺮﯾﻢ؛ ﺟﻮادی، ﻣﺤﻤﺪرﺿﺎ؛ وﻓﺎﺧﻮاه، ﻣﻬﺪی، 1394، ﺑﺮرﺳﯽ ارﺗﺒﺎط ﻋﻮاﻣﻞ ﻣﺆﺛﺮ ﺧﺎﮐﯽ و ﻏﯿﺮﺧﺎﮐﯽ در اﯾﺠﺎد ﻓﺮﺳﺎﯾﺶ ﺧﻨﺪﻗﯽ ﺧﻄﯽ در ﺣﻮزه آﺑﺨﯿﺰ آق اﻣﺎم (2)، ﻧﺸﺮﯾﻪ پژوهش‌های ﺧﺎک (ﻋﻠﻮم ﺧﺎک و آب)، ﺟﻠﺪ 29، ﺷﻤﺎره 4.
موسوی حرمی، رضا، 1377، رسوب­شناسی، انتشارات آستان قدس رضوی، مشهد.
یمانی، مجتبی؛ عرب عامری، علیرضا، 1397، کاربرد آنالیز کمی پارامترهای ژئومورفومتریک حوضه آبخیز در شناسایی مناطق حساس به فرسایش (مطالعه موردی: حوضه منج)، جغرافیا و مخاطرات محیطی، سال7، شماره 26.
Valentine, C. Poesen, J. and Yong, Li., 2005. Gully erosion: impact, factors and measures for its control on cultivated lands. Agricultural Paper. 81. FAO,Rome.
Achten, W. M. J. Dondeyne, S. Mugogo, S. Kafiriti, E. Poesen, J. Deckers, J. and Muys, B., 2008. Gully Erosion in South Eastern Tanzania: Spatial Distribution and Topographic Thresholds, Zeitschrift für Geomorphologie, 52(2), PP. 225-235.
Folk, R. L., 1980. Petrology of Sedimentary Rocks, Austin, Hemphill, Texas.
Folk R. L., Ward, M.C., .1957 Brazos River Bar (Texas): A Study in the Significance of Grain Size Parameters, Journal of Sedimentary Research, 27(1), PP. 3-27.
Folk, R.L., 1954. The distinction between grain size and mineral composition in sedimentary rocks. Journal of Geology, 62, 344-359.
Guang, h., 2004. A quantitative analysis on the sources of dune sand in the Hulun Buir Sandy Land:application of stepwise discriminant analysis (SDA) to the granulometric data. Journal of Geographical Sciences 2004. 14(2): 177-186.
J. Fernandes, C.Bateira, L. Soares, A. Faria, A. Oliveira, C. Hermenegildo, R. Moura, J. Goncalves,. 2017. SIMWE model application on susceptibility analysis to bank gully erosion in Alto Douro Wine Region agricultural terraces, catena, 153, pp. 39-49.
Menéndez-Duarte, R. Marquínez, J. Fernández-Menéndez, S. Santos, R., 2007. Incised Channels and Gully Erosion in Northern Iberian Peninsula: Controls and Geomorphic Setting, Catena, 71(2), PP. 267-278.
Poesen, J. Nachtergaele, J. Verstraeten, G. and Valentin C., 2003. Gully Erosion and Environment Change: Importance and Research Needs, Catena, 50, pp 91-133.
TA. bean, PD. Sumner, R. boojhawon, V. Tatayah, A. K. Khadun, DW. Hedding, SDDV. Rughooputh, W.Nel., 2017. Bedrock- incised gully erosion phenomena on Round Island, Mauritius, catena, 151, pp. 107-117.