پژوهشهای ژئومورفولوژی کمّی

پژوهشهای ژئومورفولوژی کمّی

ارزیابی مورفومتری شبکه زهکشی حوضه آبخیز جنوب غرب ایلام و ارتباط آن با تکتونیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشیار گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه رازی ، کرمانشاه
2 دانشجوی دکتری گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه رازی، کرمانشاه.
3 دانشیار جغرافیای طبیعی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران.
4 استادیار زمین شناسی، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بوعلی سینا، همدان.
10.22034/gmpj.2023.412978.1453
چکیده
تاقدیس‌های جنوب غربی ایلام از مهمترین ارتفاعات زاگرس چین خورده است. با توجه به واقع شدن منطقه مورد مطالعه در زون زاگرس و لـرزه خیزی این زون سـاختمانی، ارزیابی مورفومتری حوضه‌ها جهت شناخت فعالیتهـای تکتونیکی منطقه دارای اهمیت است. هدف از این پژوهش ارزیابی مورفومتری شبکه‌های زهکشی و حوضه‌های آبخیز منطقه و بدست آوردن اطلاعات دقیق از وضعیت تکتونیکی منطقه است. در این تحقیق علاوه بر روش های میدانی از تصاویر لایه های ارتفاعی DEM و همچنین نرم افزارهای َArcGis ,Zmap ,Arc Hydroo وSPSS جهت ترسیم نقشه‌ها و نمودار و تحلیل آنها استفاده گردید. شاخص‌های مورد استفاده در این پژوهش، شامل شاخص‌های ناهنجاری سلسله مراتبی(a∆)، تراکم حوضه زهکشی(Dd)، نسبت انشعابات(R)، شکل حوضه(Bs)، انتگرال هیپسومتری(Hi)، فاصله محور طاقدیس(Hs)، سینوسیته خط الرأس طاقدیس(SAD)، نسبت جهت(AR)، تقارن چین(FSI) و پارامترهای لرزه خیزی a-value, b-value و ß-value می باشد که بر اساس آن تاثیر فعالیت تکتونیکی منطقه روی حوضه‌های آبخیز و شبکه زهکشی ارزیابی شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که با توجه به مورفومتری شبکه زهکشی و تغییرات در هندسه چین‌ها و بالا آمدگی آن در نقاط مختلف منطقه، تفاوتهای‌های قابل توجهی در الگوی شبکه زهکشی و ناهنجاری آبراهه‌ها ایجاد شده است و تغییرات مشاهده شده در مقادیر شاخص‌های ژئومورفیک و پارامترهای لرزه‌ای که بیانگر کمیت‌هایی از تاریخچه زمانی زمین لرزه است از شواهد آن می باشد. در بخش‌هایی از منطقه انطباق کاملی بین پارامترهای لرزه خیزی و فعالیتهای سطحی اندازه گیری شده بوسیله شاخص‌های مورفومتری بوده و منطقه از نظر فعالیت تکتونیکی به پهنه‌های با فعالیت تکتونیکی بالا تا متوسط تقسیم بندی شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Morphometric evaluation of the drainage network of southwest Ilam watershedand its relationship with tectonics

نویسندگان English

amjad maleki 1
manizeh yadegari 2
shahram bahrami 3
Reza Ali Por 4
1 Associate professor, Geography Department, Faculty of Literature and Homanities , University of Razi, Kermanshah
2 Ph.D Student in Geomorphology, Geography Department, Faculty of Literature and Homanities , University of Razi, Kermanshah
3 Associate Professor , Natural Geography Department , Faculty of Earth Sciences, University of Shahid Beheshti, Tehran
4 Assistant Professor, Geology Department, Faculty of Basic Sciences, University of Bo Ali Sina, Hamedan Corresponding Author, Email: r.alipoor@basu.ac.ir, Tel: 09128157624
چکیده English

1-Introduction

Various forms of geomorphology in the region are a reflection of the rate of tectonic activities in that region. Folded Zagros structural unit is one of the active tectonic areas of Iran, where evidence of tectonic uplift can be seen in its growing anticline (Ansari Lari et al., 2019).Geomorphic indicators are a useful and reliable tool in evaluating these activities. The change in the axis of the folds causes a change in the shape of the drainage basins. Quantitative measurements of the watersheds and drainage network of the region make it possible to study the role of active tectonics in changing the shape of the landscape and geomorphological effects of the region by measuring geomorphological indicators. Many geomorphological indices.In the current research, the watersheds and drainage networks of anticlines in the southwest of Ilam have been studied. The purpose of this research is to evaluate the morphometry of the drainage networks of this region based on geomorphic indicators and its relationship with the tectonics of the region.

2- Methodology

In this research, first, scientific sources have been collected through library research. Research data includes DEM 30 meters STRM, topography map 1:50000, geological maps 1:100000, 1:250000 and Google Earth images. In order to evaluate the indicators and also prepare the final output map of the software Zmap, Arc Hydroo, SPSS, Arc Gis and of the indices ∆a, Ha, Dd, R, Bs Hi, Hs, AD, AR, FSI are used in order to investigate the tectonic relationship. The results of the indicators were analyzed using Pearson correlation coefficient and the seismic data obtained from the ZMAP software were extracted and the seismic status of the basins was evaluated.And finally, the final result of the tectonic activity status of each of the sub-basins has been determined.

3-Results

In this research, basins with parallel pattern and scaffolding have the highest increase in indicators R,RB,Hi,a,LN1 and have tectonic activity. The drainage pattern in most of the tectonically active areas is scaffold and parallel pattern(often on the side of anticline) and in some cases a branch pattern is seen in comb or eroded anticlines. According to the type of formations in the region, the waterways in Siah Kouh East and Samour flow in the direction perpendicular to the anticline axis. The difference in the results of morphometric indices is related to the type of formations in the region. Among the anticlines , the highest value of Δa is related to the black anticline of the to anticline Siah Kouh east (6.5), in anticline of Samour-Siyah Kouh East, the highest index LN1. The highest value is related to (Sieh Kouh East and Samour) with numerical values of 3.28 and 3.26 and In the Bifurcation index (R), the highest value is in anticline, Samour 23(0.34), 37(0.69) and The Siyah Kouh East (0.39) and the Siyah Kouh western is obtained (0.43) and in the hypsometric integral index (Hi).The highest Hi related to basin 32, 39 with a value of 0.67, 0.68 and basin 33 with a value of 0.56 (Siyah Kouh East). In the examination of HS, AR, FSI, Ad indices and seismic data of the regionAccording to the changes in the geometry of the folds in the region, the highest amount of tectonic activity in anticline, in order of age. In the Siyah Kouh East, the Siyah Kouh western, Samour and Gnu can be seen. in relational investigation between geomorphic indicators using Pearson's correlation coefficient between Dd-Dd1 indicators There is a strong positive correlation and On the other hand, there is a strong negative correlation between the pair of Dd-Hi indices

4- Discussion & Conclusions

The present research shows that the use of indicators to determine tectonic activity together with other sources provide valuable information about regional developments and the drainage network are among the most important features that have been used in this study., Changes in the geometry of folds in the region in some parts of the region have caused significant differences in the pattern of the drainage network and the anomaly of waterways. The indices (AD, AR, Hs, Fsi), It indicates the most tectonic activity in the eastern Siah kouh, according to the age of folding and the amount of erosion, the ratio of the direction of folding, the distance between the axes of the anticlines and the inequality in the two edges of the anticlines. The differences in the type of indicators are somewhat dependent on the type of regional formations and the type of faults and changes in the geometry of fold.In examining the statistical compatibility between the studied indicators, this point is also determined that the differences in the formations of the region have the greatest impact on the variables. In the calculation and analysis of the seismic parameter are observed. The highest frequency of indices ∆a, Af, Df, Dd, FLi.Hi and branch drainage pattern according to the type of formation is obtained in the eastern and southeastern parts, away from the ZFF fault and close to the MFF fault. and in the western and northwestern parts of the region, the indices of ∆a, R, RB have the highest frequency ratio and the highest a-value parameter and other geomorphological evidences according to the type of formation of the region and lithology and the pattern of parallel drainage and scaffolding. In general, the most active basins in the region are basins 42 (east), 31 (south), 11, 18 (center) and 2 in the west of the region, and among the taqdis, Siah Kouh Sharq and Samourmi, and the highest ratio of abundance in Dd, R, RB, LNI, ∆a, Bs, indicators has been obtained in these basins from the point of view of geology. The ratio of the pattern of waterways network is also changed from branch to scaffolding and parallel according to these activities. there is a connection between flowing waters with different patterns and the way of formation of waterways with different ranks and branches and tectonic activity andForms of erosio and they can be reasons for hydrocarbon traps or water sources.

کلیدواژه‌ها English

Key Words: tectonics
drainage network
Consecrations
morphometry
 انصاری لاری، احمد؛ ثروتی، محمد رضا؛ رعیتی، زینب.، 1390. بررسی ژئومورفولوژی تاقدیس طاهونه؛ لارستان، مجله جغرافیای طبیعی، سال چهارم، شماره 4، صص73-86.
 آقانباتی، سید علی.، 1383. زمین شناسی ایران، انتشارات سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور، صص1-709
آرین، مهران.، 1389. چین خوردگی، مرکز پژوهشی زمین شناسی فرازمین، چاپ اول، انتشارات قم، آثار نفیس، صص1-307
بهرامی،شهرام؛ شایان،سیاوش.،1392. بررسی تأثیر تکتونیک در ویژگی های مورفومتریک شبکه زهکشی و سطوح مثلثی شکل تاقدیس دنه خشک، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، سال 28 ،شماره 3 ،صص199-220
 بهرامی،شهرام؛ زنگنه اسدی،محمد علی؛ بهروجه،افروز.، 1391. مقایسه خصوصیات مورفومتری تاقدیسها و کاربرد آن در اکتشاف نفت در زاگرس چین خورده، مجله جغرافیا و توسعه، شماره 36،صص1-16
بیت اللهی، ع،. معتمد، پ.، 1389 . محاسبه‌ی پارامترهای لرزه خیزی برای منطقه‌ی البرز مرکزی، پژوهشنامه ی زمینلرزه شناسی و مهندسی زمینلرزه، سال سیزدهم، شماره‌ی سوم و چهارم، پاییز و زمستان .
بیت اللهی، ع،. رزاقیان، غ.، 1379. پهنه بندی گستره ایران بر اساس تغییرات  نسبت ضرایب لرزه خیزیa/b ، مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته سال سیزدهم، شماره29 ، پاییز و زمستان .ص75-83
جهانگیری، ع.،1390. تحلیل ساختاری و شواهد ریخت زمین ساختی تاقدیس قلاجه، ایلام-قصر شیرین، باختر ایران، پایان نامه ارشد، دانشکده علوم، دانشگاه بوعلی.
خاجی، ن.، 1396. مبانی زلزله شناسی مهندسی و تحلیل خطر زلزله، انتشارات دانشگاه تربیت مدرس
 رضائی مقدم، محمدحسین و محمد، احمدی.،1385. تحلیل ژئومورفولوژی کمی الگوی زهکشی شـبکه آبراهه‌ای به کمک زاویه برخورد آن ها در زیر حوضه سریاس استان کرمانشاه، فصـلنامه تحقیقـات جغرافیایی، شماره ،81 صص
 علائی طالقانی، محمود.، 1381. ژئومورفولوژی ایران، انتشارات قومس، صص1-360
قاسمی، افشان؛ ثروتی، محمد رضا؛ بهرامی، شهرام؛ رحیم زاده، بهمن، 1398، تحلیل ژئومتری گنبدهای نمکی با استفاده از شاخص‌های ژئومورفولوژی نمونة مطالعه: گنبدهای نمکی منطقة لار فارس، جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، شماره 75، صص 137-154.
منصوری،رضا؛ سربازی، زهرا.،1396. بررسی وضعیت تکتونیک فعال تاقدیس بانکول (در زاگرس چین خورده) با به کارگیری شاخص های مورفوتکتونیکی و شواهد ژئومورفولوژیکی، نشریه جغرافیای طبیعی، دوره 10، شماره 3، صص125-142
Ahmadi, R., Ouali, J., Mercier, E., Mansy, J.L., 2006. The Geomorphologic Responses to Hinge Migration in the Fault-Related Folds in the Southern Tunisian Atlas, Journal of Structural Geology, 28, pp. 721–728.
 Bahrami, s., 2013. Analyzing the drainage system anomaly of Zagros basins: Implications for active tectonics. Tectonophysics, Vol. 608, 914-928.
Bahrami, S., Capolongo, D., & Rahdan, M. M.,2020. Morphometry of drainage basins and stream networks as an indicator of active fold growth (Gorm anticline, Fars Province, Iran)”, Geomorphology, 355, pp. 68-86.
Bahrami, S., 2012.,Morphotectonic evolution of triangular facets and wine-glass valleys in the Noakoh anticline, Zagros, Iran: implications for active tectonics”, Geomorphology, 159, pp. 37–49.
Bahrami, S. 2013.,Tectonic controls on the morphometry of alluvial fans around Danehkhoshk anticline, Zagros, Iran, Geomorphology, 160, 180–181, pp. 217–230
Berberian, M., 1995., Master “Blind” thrust faults hidden under the Zagros folds: active basement tectonics and surface morphotectonics. Tectonophysics 241, 193- 224. https://doi.org/10.1016/0040-1951(94)00185-C.
Burbank, D.W., Anderson, R.S., 2001.,Tectonic Geomorphology. Blackwell Science, Oxford (274 pp.).
Burbery, C.M, Cosgrove, J. W, Liu, J. G., 2008., Spatial arrangement of fold types in the Zagros Simply Folded Belt, Iran, indicated by landform morphology and drainage pattern characteristics, Journal of Maps, p.417-430.
Burbery, C. M, Cosgrove, J. W, Liu, J. G., 2010., A study of fold characteristics and deformation style using the evolution of the land surface, Zagros Simply Folded Belt, Iran, Geological Society of London, p.139 –153
Ciccacci, S., Fredi, P., Lupia Palmieri, E., Pugliese, F., 1986., Indirect evaluation of erosion entity in drainage basins through geomorphic, climatic and hydrological parameters. International Geomorphology, Vol. 2, 33–48
El Hamdouni, R., Irigaray, C., Fernández, T., Chacón, J., Keller, E.A., 2008., Assessment of Relative Active Tectonics, Southwest Border of the Sierra Nevada (Southern Spain) Geomorphology, Vol. 96, Pp 150-173.
Faghih, A., Samani, B., Kusky, T., Khabazi, S., Roshanak, R., 2012., Geomorphologic assessment of relative tectonic activity in the Maharlou Lake Basin, Zagros Mountains of Iran. Geol. J. 47, 30–40.
Guarnieri, P., Pirrotta, C., 2008., The Response of Drainage Basins to the Late Quaternary Tectonics in the Sicilian Side of the Messina Strait (NE Sicily). Geomorphology, Vol. 95, 260-273
Ishimoto, M. and Iida, K. 1939. Observations of Earthquakes Registered with the Micro Seismograph Constructed Recently. Bulletin of the Earthquake Research Institute, 17, 443-478.
Keller, E.A., Gurrola, L., Tierney, T.E., 1999. Geomorphic criteria to determine direction of lateral propagation of reverse faulting and folding. Geology 27,515 -518.
Keller, E.A., Pinter, N., 2002. Active Tectonics: Earthquakes, Uplift and Landscape, Second ed. Prentice Hall, New Jersey. 362 p
Novelo-Casanova, D.A., Martinez-Bringas, A. and Valdes-Gonzalez, C.,2006.,Temporal variations of Qc−1 and b-values associated to the December., 2000January 2001 volcanic activity at the Popocatepetl volcano, Mexico. Journal of volcanology and geothermal research, (3-4), pp.347-358.
Pirouz, M., Avouac, J. P., Hassanzadeh, J., Kirschvink, J. L., & Bahroudi, A.,2017. Early Neogene foreland of the Zagros, implications for the initial closure of the Neo-Tethys and kinematics of crustal shortening”, Earth and Planetary Science Letters, 477, pp. 168-182.
Ramírez-Herrera, M.T., 1998. Geomorphic assessment of active tectonics in the Acambay Graben, Mexican volcanic belt. Earth Surf. Process. Landf. 23,317 --332
Strahler, A.N., 1952. Hypsometric (area-altitude) analysis of erosional topography. Geol. Soc. Am. Bull. 63, 1117–1142.
Tucker, G.E., Catani, F., Rinaldo, A., Bras, R.L., 2001. Statistical analysis of drainage density from digital terrain data, Geomorphology, V.36, p.187–202.