انگشت نگاری منابع رسوب ته نشین شده در بستر رودخانه با استفاده از ردیاب های ژئوشیمیایی و مدل ترکیبی در حوضه ای با فرسایش خندقی شدید

مقدمه تشدید فرسایش آبی یک تهدید ­محیط زیستی در قاره­ های مختلف است که بار رسوب معلق در سامانه­ های رودخانه ­ای منتج شده از فرسایش تشدیدی به دلیل فعالیت­ های انسانی نیز یک تهدید جدی برای مدیریت پایدار آبخیزها و خدمات اکوسیستم در سراسر دنیا محسوب می­ شود. شناسایی منابع رسوب در آبخیزها به منظور کاهش اثرات منفی آنها شامل اثرات درون منطقه ­ای (مانند کاهش ضخامت و ماده آلی خاک، تخریب ساختمان خاک و غیره) و برون منطقه ­ای و حل مشکلاتی مانند بیش غذایی و ته نشست رسوبات در مخزن سدها، لازم است. از بین روش­ های مستقیم و غیرمستقیم مورد استفاده برای مطالعه منشا رسوب، انگشت­ نگاری رسوب، روشی موثر برای تعیین سهم منابع رسوب (شامل اراضی کشاورزی، مرتعی، بایر و اراضی دارای فرسایش خندقی) در داخل یک آبخیز است. کاربرد موفقیت ­آمیز این روش در محیط ­های مختلف آبی و بادی گزارش شده است. در نتیجه، در پژوهش حاضر، به منظور شناسایی و کمی­ کردن سهم منابع رسوب داخل حوزه آبخیز فارغان در استان هرمزگان، از روش انگشت نگاری رسوب استفاده شد.   مواد و روش ها برای انجام پژوهش، تعداد ۳۸ نمونه­ سطحی (صفر تا پنج سانتی­ متر) به صورت تصادفی-سیستماتیک و با در نظر گرفتن توزیع مناسب از منابع بالقوه تولید­کننده رسوب شامل هشت نمونه از اراضی کشاورزی، ۱۸ نمونه از محل دارای فرسایش خندقی و ۱۲ نمونه از اراضی بایر و مرتعی و شش نمونه از رسوبات خروجی حوضه جمع ­آوری شد. پس از آماده­ سازی نمونه ­ها، غلظت عناصر ژئوشیمیایی شامل عناصر اصلی، نادر خاکی و کمیاب، با استفاده از دستگاه ICO_OES در آزمایشگاه مرکزی دانشگاه هرمزگان، اندازه ­گیری شد. به منظور کمی­ کردن سهم منابع رسوب، با استفاده از تحلیل تابع تشخیص، پنج ویژگی شامل تلوریوم (Te)، زیرکونیوم (Zr)، تانتال (Ta)، بریلیوم (Be) و سدیم (Na)، به عنوان ردیاب­ های نهایی شناسایی شدند. در نهایت، با استفاده از مدل ترکیبی، سهم نسبی هر یک از منابع رسوب به دست آمد.   نتایج و بحث طبق نتایج به دست آمده، ۱۶.۷ درصد سهم رسوبات مورد بررسی مربوط به کاربری کشاورزی، ۵۰.۶ درصد مربوط به خندق و ۳۲.۷ درصد مربوط به کاربری مرتع و بایر است. بر اساس نتایج، ترکیبی از Te، Zr، Ta، Be و Na قادر است که ۸۷.۵ درصد از نمونه­ های برداشت شده از سه منبع شامل اراضی کشاورزی، فرسایش خندقی و اراضی بایر و مراتع را به درستی طبقه­ بندی کند. از این رو، سهم خندق در تولید رسوب از کاربری­ های کشاورزی و اراضی بایر و مرتعی مورد بررسی، بیشتر است. قسمت­ های مرکزی حوضه نسبت به فرسایش خندقی حساسیت بالایی دارند، زیرا سازندهای زمین شناسی غالب در حوضه، بیشتر شامل بنگستان و همچنین، سازندهای آغاجاری و میشان است. سازند میشان، متشکل از لایه­ های عمدتا مارنی و آهکی است و رخنمون های سازند آغاجاری متشکل از ماسه سنگ و مارن است. اراضی مسطح دشت را آبرفت­ های دوران چهارم زمین شناسی تشکیل می­ دهند که حاصل فرسایش سازندهای آغاجاری، میشان و سازندهای قدیمی تر هستند. همچنین، به دلیل این که مناطق مرکزی حوضه دارای شیب کمی بوده، خاک منطقه شامل خاک­ های جوان و فاقد تکامل است و استفاده نادرست از کاربری­ های منطقه باعث شده است، حساسیت به فرسایش خندقی در قسمت مرکزی حوضه بالا باشد.   نتیجه گیری انگشت ­نگاری منبع رسوبات، یک تکنیک مفید به منظور بررسی منشا رسوبات در محیط ­های رسوبی اعم از بادی و رودخانه ای است. سهم های تخمین زده شده می ­تواند در راستای برنامه­ های مدیریت منابع آب و خاک به مهندسین آبخیز کمک کند. به دلیل تغییرپذیری واحدهای زمین­ شناسی از یک منطقه به منطقه دیگر، نوع مدیریت کاربری اراضی و نوع واحدهای خاک هر منطقه، ردیاب­ های انتخابی برای هر منطقه متفاوت است. به همین علت، تا کنون محققان قادر به ارائه یک دستورالعمل جامع برای انتخاب ردیاب­ های بهینه در تمامی مناطق نبوده ­اند. این موضوع یکی از چالش­ های اصلی روش انگشت­ نگاری رسوب است که در صورت غلبه بر این چالش، می­ توان بخش زیادی از هزینه­ های پژوهش که صرف اندازه گیری ردیاب­ های مازاد می­ شوند را کاهش داد.

کلیدواژه ها:

حوزه آبخیز فارغان ، سهم منبع ، مدیریت آبخیز ، منابع بالقوه ، منشا رسوب