بررسی اثرات جهت جغرافیایی دامنه‌ها بر حجم مخروط‌افکنه (مطالعه موردی: شیرکوه یزد)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه یزد

چکیده

مشخصات مخروط ­افکنه­ از جمله حجم آنها در ارتباط با عوامل و پارامترهای مختلف و متعددی است که می­توان آنها را در شش گروه عمده شامل عوامل اقلیمی و تغییرات آن، ویژگیهای هندسی حوضه­ های بالادست مخروط­ افکنه، لیتولوژی حوضه­ ها، تغییرات تکتونیکی بویژه تغییرات سطح اساس حوضه ­ها، تغییرات کاربری زمین و جهت جغرافیایی دامنه ­ها دسته­ بندی نمود. هدف این پژوهش بررسی نقش جهات جغرافیایی بر حجم مخروط­ افکنه­ ها در کوه بزرگ شیرکوه از کوههای پراکنده ایران مرکزی است. برای انجام این کار از تصاویر ماهواره ­ای، نقشه رقومی ارتفاعی با قدرت تفکیک 5 متر و همچنین نقشه­ های توپوگرافی  برای مشخص نمودن محدوده مخروط­ افکنه ­ها و همچنین حوضه ­های آبریز بالادست استفاده گردید. بدین ترتیب، 24 مخروط ­افکنه ­بزرگ و قابل ملاحظه با محدوده حوضه­ های آبریز بالادست مشخص گردیدند. با استفاده از مدل کمی در سیستم اطلاعات جغرافیایی حجم مخروط­ افکنه­ ها محاسبه و میزان همبستگی آنها در SPSS با 8 پارامتر هندسی اندازه ­گیری شده حوضه­ های آبریز بالادست تعیین گردید. سپس، در مدل رگرسیون ضریب تعیین و سطح معناداری آنها نیز مشخص گردید. نتایج حاکی از آن است که در دامنه­ های جنوبی ضلع شرقی شیرکوه همبستگی بالایی بین حجم مخروط ­افکنه­ ها با عوامل هندسی بویژه مساحت(0.99)، محیط(0.98)، طول حوضه(0.95) و شیب متوسط حوضه(0.55) با سطح معنی ­داری صفر و نزدیک به صفر وجود دارد. این امر برای دامنه­ های غربی شیرکوه نیز صدق نموده و عوامل هندسی به ترتیب شامل مساحت، محیط و ضریب شکل(با همبستگی 0.99) طول حوضه(0.94)، شیب و ارتفاع متوسط(0.85) مهمترین عوامل تعیین کننده حجم مخروط­ های ­افکنه بوده ­اند. اما برای دامنه­ های شرقی با ضلع شمالی تنها شیب(0.64) و ضریب شکل(0.59) و برای دامنه ­های شمالی شیرکوه، ضریب گراویلیوس(0.43) و طول حوضه(0.37) همبستگی متوسطی را نشان می­دهند که آن هم از سطح معنی داری قابل قبولی برخوردار نمی ­باشند. بنابراین در این دامنه ­ها عوامل هندسی حوضه ­ها کمترین نقش را در حجم مخروط ­افکنه ­ها ایفا کرده ­اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the effects of geographic direction on the volume of alluvial fans(Case study: Shirkouh mountain-Yazd)

نویسندگان [English]

  • Mohamad Sharifi Paichoon
  • Mayedeh Shirani
چکیده [English]

Introduction

Alluvial fans are considered as one of the geomorphical features of dry and semi-dry areas which is the result of intense runoffs in the past and present. Thus, it can be considered as a Quaternary climate heritages. However, it is now visible in all climate conditions across the globe such as arid regions, Alpine environments, humid climates, and even tropical environments. Several studies have been done on their structure, morphology and hydrology. These studies have shown that cone-shaped characterization is associated with various and different parameters and factors which can be classified into six major groups including climatic factors and changes, geometric Properties of upper catchments, Lithological conditions, Tectonic variations, in particular in base level, land-use changes and geographic directions of slopes. The main goal of this study is to investigate the morphometric role of catchments in the volume of alluvial fans in the different slopes of Shirkouh Mountain in the south of Yazd with emphasis on geographical orientation.

Since Shirkooh is a granite mass relatively cone-shaped that has created a number of alluvial fans in all its aspects, and in terms of lithology, its various directions are similar, the orientation of slopes against the air masses can play a major role in the volume of alluvial fans.


Methodology

To do this project, we used satellite images, a digital elevation model with a resolution of 5 meters and topographic maps of 1: 50000 . Initially, using these data, the boundary of alluvial fans and their upstream watersheds were determined.So, 24 significant alluvial fans and their watersheds were identified that there were 9 of them in the eastern slopes with the southern direction, 6 of them in the same range with the northern direction, 5 in the western slopes and 4 in the northern slopes of the mountain. Using the quantitative model in the geographical information system, the volume of alluvial fans was calculated. Then, the boundary of the upstream watershed of each alluvial fan determined in ArcGIS 10.3 software and ArcHydro add-ons and their geometric characteristics include area, environment, average height, average slope, the length of the basin, and the Gravilius coefficient were measured individually. In fact, by converting the information layers into the Raster's format, quantitative geomorphic characteristics and morphometric parameters of the catchment were calculated in four directions. Then, the correlation between the volume of alluvial fans and watershed morphometric parameters were calculated in SPSS software for 4 geographic directions and is also shown in the graph.Finally, to illustrate the effectiveness watershed morphometric parameters on the volume of the alluvial fans,  We calculated multivariate regression between alluvial fans volume and morphometric basins in SPSS in four geographical orientations.


Results and Discussion
Eastern slopes with southern and northern directions extend to the vast plain of Ebrahimabad in the eastern slopes of Shirkouh and west of Mehriz city. Alluvial fans in this range are more numerous than in other slopes of Shirkouh and they have created bajada. However, in the slopes with northern direction, the watersheds are much wider compared to the opposite slopes. Therefore, the size and volume of the alluvial fans in the section are bigger and wider. While the correlation between the volume of alluvial fans and geometric characteristics of the upstream watershed is very high in the eastern slopes with the southern direction. So that the area, the environment and the length of the river show correlation above 95%. But the correlation for the slopes with the northern direction is very low in the range and the significant level between them is unacceptable.In the western slopes of Shirkouh, the geometric factors of the upstream watersheds are the main controllers of the volume of alluvial fans. The correlation between the volume of alluvial fans and geometric parameters of watersheds showed that among the eight parameters studied, only two of them includes Gravilius coefficient and drainage density played a small role in the formation and volume of alluvial fans, and other factors including form factor, area, environment, basin length, average elevation and slope Respectively played a major role in the volume of alluvial fans. But this case is different for the northern slopes of Shirkouh, So that there are the lowest correlations between geometric factors of catchment and volume of alluvial fans Relative to other geographic directions.


Conclusion

The results indicate that there is a high correlation between alluvial fans volumes and geometric factors especially area (0.99), environment (0.98), and the length of watersheds (0.95), in the eastern slopes with southern direction with a significant level of zero and close to zero. This applies to the western slopes and geometric factors includes area, environment and coefficient of form (with correlation 0.99), length of the catchments(0.94), average slope and elevation(0.85) have been the most important factors effect on the volume of the alluvial fans in the slopes. But the correlation between the volume of alluvial fans for the eastern slopes with northern direction includes only slope (0.64) and form factor (0.59) and for the northern slopes of includes Gravilius coefficient (0.43) and watersheds length (0.37) that have low significant levels. Therefore, in these slopes, geometric factors of watersheds played the least role in the volume of alluvial fans.

کلیدواژه‌ها [English]

  • alluvial fans
  • Shirkouh
  • Volume
  • Morphometric
  • Correlation
  • امیر­احمدی، ابوالقاسم؛ ابراهیمی، مجید؛ حبیب­اللهیان، محمود؛ زنگنه اشدی، محمد علی، شایان یگانه، علی­اکبر(1394) تکتونیک فعال و ارتباط آن با حجم مخروط افکنه ها(مطالعه موردی: پنج حوضه آبریز در شمال شرق ایران مرکزی)، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، سال 30، شماره 4، شماره پیاپی 119، صص. 6-29
  • بهرامی، شهرام (1393) برآورد حجم مخروط­افکنه­های واقع در حاشیه طاقدیس دنه خشک و ارتباط آن با تکتونیک، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، سال 29، شماره 1، شماره پیاپی 112.
  • پاکزاد، حمید رضا؛ امینی، عبدالحسین(1388) رخساره­ها و فرایندهای رسوبگذاری نهشته های مخروط افکنه ای بخش پایینی حوضه زاینده رود، پژوهشهای چینه نگاری و رسوب شناسی دانشگاه اصفهان، سال 25، شماره پیاپی 36
  • خبازی، مصطفی؛ سیف عبدلله؛ معیری، مسعود؛ نوحه سرا، مریم(1391) روابط کمی بین حجم مخروط افکنه ها و ارتباط آن و تکتونیک فعال(نمونه موردی: حوضه آبخیز دق سرخ در ایران مرکزی)، پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، دوره 1، شماره 2، صص. 103-126
  • جمال آبادی، جواد؛ زنگنه اسدی، محمد علی؛ امیراحمدی، ابوالقاسم(1396) بررسی عوامل موثر در پیدایش و تکامل مخروط افکنه های دامنه های جنوبی ارتفاعات جغتای با تاکید بر نقش تکتونیک(در محدوده غرب شبزه وار)، جغرافیا و توسعه، شماره 47، صص. 69-88
  • جوکار فرهنگی، عیسی، فخرالدین، سمیه(1394) بررسی تأثیر ویژگیهای هندسی حوضه­ها در تشکیل مخروط­افکنه­های دامنه جنوبی البرز در استان سمنان با استفاده از روش­های همبستگی و تحلیل سلسله مراتبی، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، سال 5، شماره 20
  • جوکار فرهنگی، عیسی؛ اسماعیلی، رضا؛ فخرالدین، سمیه(1395) اولویت­بندی عوامل مورفومتری مؤثر بر تشکیل مخروط­افکنه با استفاده از روش رگرسیون چند متغیره(مطالعه موردی: دامنه های جنوبی البرز، استان سمنان)، فصلنامه اکوسیستم های طبیعی ایران، سال 7، شماره 22
  • روستایی، شهرام، رجبی، معصومه، سمندر، نسرین(1394) بررسی نقش عوامل موثر در تحول ژئومورفولوزی مخروط افکنه ها و بستر حوضه اسکوچای، هیدروژئومورفولوژی، شماره 2، صص.41-60
  • عابدینی، موسی؛ رجایی، عبدالحمید(1385) بررسی نقش عوامل موثر در گسترش و تکامل مخروط­افکنه های ارتفاعات دره دیز-دیوان داغی با استفاده از روش­ها و تکنیک­های جدید، پژوهشهای جغرافیایی، شماره 55، صص. 73-89
  • علائی­ طالقانی، محمود(1383) مورفومتری مخروط­افکنه­های حوضه میقان، فصلنامه جغرافیایی سرزمین، سال اول، شماره 2
  • محمد­نژاد آروق، وحید؛ صیاد، اصغر(1394) واکنش مخروط افکنه های شرق گرمسار بر جابجایی عمودی و امتدادی گسلها(با تاکید بر مخروط­افکنه ده نمک)، پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، سال چهارم، شماره 2
  • مختاری، داود؛ کرمی، فریبا؛ بیاتی خطیبی، مریم(1386) اشکال مختلف مخروط افکنه های اطراف توده کوهستانی میشیوداغ( شمال غرب ایران) با تاکید بر نقش فعالیتهای تکتونیکی کواترنر در ایجاد آنها، فصلنامه مدرس علوم انسانی، صص. 257-291
  • مقامی مقیم، غلامرضا(1393) بررسی تاثیرات آب و هوای عصر حاضر در مخروط افکنه های دامنه های جنوبی آلاداغ در شمال شرق ایران، آمایش جغرافیایی فضا، دوره 4، شماره 13
  • مقصودی، مهران(1387) بررسی عوامل مثر در تحول ژئومورفولوژی مخروط افکنه ها، مطالعه موردی: مخروط افکنه جاجرود، پژوهشهای جغرافیای طبیعی، سال 40، شماره 65
  • مقصودی، مهران؛ محمدنژاد آروق، وحید (1392) ژئومورفولوژی مخروط­افکنه­ها، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ دوم، 222.
  • Ballantyne C.K. (1991): Late Holocene erosion in upland Britain: climatic deforestation or human influence? The Holocene, 1, s. 81 – 85.
  • Baylis, E. J. (2009) An Investigation of the Hazard Associated With the Alluvial Fans on the Kaikoura Coast, South Island, New Zealand.M.S. Thesis in Physical Geography. Victoria University of Wellington.
  • Beaumont, P . )1972( Alluvial fans along the foothills of the Elburz Mountains , Iran, Paleogeography, Paleoclimatology,Paleocecholog, 12, PP. 251-273
  • Blair T.C., McPherson J.G. (1998): Recent debris-flow processes and resultant form and facies of the dolomite alluvial fan, Owens valley, California. Journal of Sedimentary Research. 68/5, s. 800 – 818.
  • Boothroyd,  j.c.  &  Nummendal, D.  )1978(  Proglacial braided  outwash  - a  model  for  humid  alluvial-fan deposits. In: MIALL,  A.D. (ed.)  Fluvial Sedimentology. Canadian Society for Petroleum Geologists, Memoir, 5, 641-688.
  • Bull, W. B. 1964. Geomorphology of segmented alluvial fans in western FresnoCounty, California, United States Geological Survey Professional Paper
  • Calvache,  M.,  ViSERAS, C.  &  Fernandez,  J. (1997) Controls on alluvial fan development  -  evidence  from fan morphometry and sedimentology; Sierra Nevada, SE Spain. Geomorphology,  21, 69-84.
  • Chamyal L.S., Khadkikar A.S., Malik J.N., Maurya D.M. (1997): Sedimentology of the Narmada alluvial fan, western India. Sedimentary Geology. 107, s. 263 – 279.
  • Cotton, A. 2002. Stratigraphy and Sedimentology of a Paraglacial Fan Near Hancock Vermont {B.A. Thesis}: Middlebury, Vermont, PP 45.
  • Coulthard T.J., Macklin M.G., Kirkby M.J. (2002): A cellular model of Holocene upland river basin and alluvial fan evolution. Earth Surface Processes and Landforms. 27, s. 269 – 288.
  • Giles, P, Nichols, G and Wilford, D(2010). Alluvial Fans: Fram Reconstructing Past Environments to Identifying Cometemporary Hazards, Geomorphology, Vol.118, No. 1-2, P 224.
  • Harvey A.M., Silva P.G., Mather A.E., Goy J.L., Stokes M., Zazo C. (1999a): The impact of Quaternary sealevel and climatic change on coastal alluvial fans in the Cabo de Gata ranges, southeast Spain. Geomorphology. 28, s. 1 – 22.
  • Harvey A.M., Wigand P.E., Wells S.G. (1999b): Response of alluvial fan systems to the late Pleistocene to Holocene climatic transition: contrasts between the margins of pluvial Lakes Lahontan and Mojave, Nevada and California, USA. Catena. 36, s. 255 – 281.
  • Harvey A.M. (2002): The role of base-level change in the dissection of alluvial fans: case studies from southeast Spain and Nevada. Geomorphology. 45, s. 67 – 87
  • Harvey, A. , M.;  Mather, A. E.;   & Stokes, M. (2016) Alluvial fans: geomorphology, sedimentology, dynamics - introduction. a review of alluvial-fan research, http://sp.lyellcollection.org
  • Kesel, R.H.  &  Spicer,  B.E.  1985.  Geomorphic  relationships  and  ages  of  soils  on  alhivial  fans  in  the Rio General valley, Costa Rica. Catena,  12,  149-166.
  • Klimek K., Kocel K., Koral E., nieszko Z., Wójcicki K., Zygmunt E. (2001): Pokrywy stokowe w Kotlinie Górnej Odry – Przewodnik Sympozjum Terenowego: In: Klimek K., Kocel K.: Pokrywy stokowe jako zapis zmian klimatycznych w pónym vistulianie i holocenie. Wyd. WNoZ Uniw. l. Sosnowiec, s. 1 – 27.
  • Kochel,  R.C. ( 1990) Humid  alluvial  fans  of  the  Appalachian  Mountains.  In:  RACHOCKI, A.H.  &  CHURCH, M.  (eds)  Alluvial  Fans: A  Field Approach. Wiley, Chichester, 109-129.
  • Kostaschuk, R.A.,  Macdonald,  G.M.  &  Putnam,  P.E. )1986( Depositional processes and alluvial fanslrainage basin  morphometric relationships  near Banff, Alberta, Canada.  Earth Surface Processes  and Landforms,  11, 471-484.
  • lecce , S.A.(1990) , The Alluvial fan problem. In: A.H. Rachocki and M. Church( Editors) , Alluvial fan. A Field Approach Wiley Chichester: pp 3-24.
  • Silva, P.,  Harvey,  A.M., Zazo,  C.  &  Goy,  J.L. (1992)  Geomorphology, depositional style  and  morphometric relationships  of  Quaternary  alluvial fans  in  the Guadalentin Depression (Murcia, Southeast Spain). Zeitschrifi  fiir  Geomorphologie Neue  Folge,  36, 325-341.
  • Miall A.D. (1992): Alluvial deposits: In: Walker R.G., James N.P.: Facies models: response to sea level change. Geological Assosciation of Canada, St. John’s, Newfunland, s. 119 – 142.
  • Miall A.D. (1996): The geology of Fluvial Deposits. Sedimentary Facies, Basin Analysis and Petroleoum Geology. Spriner – Berlin, s. 582.
  • Nanninga, P. M., Wasson, R. j. (1985)Calculation of the volume of an alluvial fan, Journal of the International Association for Mathematical Geology 17(1):53-65
  • Teisseyre A.K. (1995): Episodic channels and the development of dry valleys in Cropland. Quaestiones Geographicae. 17/18, s. 65 – 78
  • Viseras,  C., Calvache,  M.L.,  Soma,  J.M. & Fernandez,  J. ( 2003)  Differential  features  of  alluvial fans  controlled by tectonic or eustatic  accommodation  space. Examples  from  the  Betic  cordillera, Spain. Geomorphology, 50, 181-202.
  • Wasson R.J. (1977) Catchment processes and the evolution of alluvial fans in the lower Dervent valley, Tasmania. Zeitschrift für Geomorphologie. 21, s.147 – 168.
  • Zygmunt E. (2004) Archaeological and radiocarbon dating of alluvial fans as an indicator of prehistoric colonisation of the Głubczyce Plateau (Southwestern Poland). Geochronometria. 23, 101 – 107.