نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• میثم صمدی ¹
• عبدالرضا بهره مند ²
• علی سلاجقه ³
• مجید اونق ⁴
• محسن حسینعلی زاده ⁵
• ابولحسن فتح آبادی ⁶

¹ دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

² دانشیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

³ استاد دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران.

⁴ استاد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

⁵ استادیار دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

⁶ استادیار دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه گنبد کاووس.

چکیده

آگاهی از منابع تولید رسوب جهت تدوین برنامه­های مدیریتی حفاظت آب و خاک در حوزه­های آبخیز امری ضروری می­باشد. در طی سه دهۀ گذشته روش انگشت­نگاری کاربرد گسترده­ای در تعیین سهم منابع مختلف رسوب داشته است. در تحقیق حاضر اقدام به انگشت­نگاری رسوبات و تعیین سهم کاربری­های مختلف در تولید رسوب در حوزۀ آبخیز تول­بنه در استان گلستان شد. بدین منظور ابتدا 44 نمونه منبع از کاربری­های جنگل، مرتع، کشاورزی و فرسایش کناری رودخانه برداشت شد. هم­چنین تعداد هشت نمونه رسوب معلق با استفاده از نمونه­بردار ممتد رسوب فیلیپس برداشت گردید. سپس غلظت 34 خصوصیت ژئوشیمیایی با استفاده از دستگاه ICP در آزمایشگاه تعیین شد. در ادامه با استفاده از آزمون­های آماری تست غلظت جرمی و کراسکال- والیس ترکیب بهینه جهت تعیین سهم منابع مختلف در تولید رسوب، تعیین شد. سپس با استفاده از مدل ترکیبی چند متغیره، سهم منابع مختلف در تولید رسوب تعیین گردید. در نهایت عدم قطعیت با استفاده از روش مونت­کارلو مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج به دست آمده پس از آزمون­های آماری، تعداد 12 ردیاب به عنوان ترکیب بهینه انتخاب شدند.  رخسارۀ فرسایش کناری رودخانه­ با 18/52­% اصلی ترین منبع تولید رسوب بوده است و جنگل با 39/4­% کم­ترین سهم را در تولید رسوب داشته است. هم­چنین سهم کاربری­های کشاورزی و مرتع نیز به ترتیب 23/33% و 21/10% بوده است. نتایج آنالیز عدم قطعیت نشان می­دهد که فرسایش کناری رودخانه در اکثر موارد منبع عمده در تولید رسوب است. هم­چنین اختلاف بالای بین حد بالا و حد پایین در منابع مختلف، حاکی از عدم قطعیت بالا می­باشد.

کلیدواژه‌ها

• ردیاب
• ژئوشیمیایی
• مونت‌کارلو
• کراسکال-والیس

عنوان مقاله [English]

Sediment fingerprinting and estimation uncertainty in Toulbane watershed, Golestan province

نویسندگان [English]

• Meisam Samadi ¹
• Abdolreza Bahremand ²
• Ali Salajegheh ³
• Majid Ownegh ⁴
• Mohsen Hoseializade ⁵
• Abolhasan Fathabadi ⁶

¹ Department of Watershed and Arid Zone Management- Faculty of Rangeland and Watershed management- Gorgan University of Agricultural Science and Natural Resources (GUASNR)-Gorgan, Iran.

² Department of Watershed and Arid Zone Management- Faculty of Rangeland and Watershed management -Gorgan University of Agricultural Science and Natural Resources (GUASNR)- -Gorgan.

³ Department of Reclamation of Arid and Mountainous Regions. Faculty of Natural Resources- College of Agriculture and Natural Resources, Karaj, Iran.

⁴ Department of Watershed and Arid Zone Management- Faculty of Rangeland and Watershed management -Gorgan University of Agricultural Science and Natural Resources (GUASNR)-Gorgan.

⁵ Department of Watershed and Arid Zone Management- Faculty of Rangeland and Watershed management - Gorgan University of Agricultural Science and Natural Resources (GUASNR)-Gorgan.

⁶ Faculty Agriculture and Natural Resources - Gonbad Kavous University- Asbdavani Road- Gonbad Kavous

چکیده [English]

In order to develop management plans for water and soil conservation, it is necessary to determine the sources of sediment production in watersheds. During the past three decades fingerprinting technique has been used extensively in determining the contribution of different sources of sediment. In this study, was carried out sediments fingerprinting and determine the contribution of each source to sediment production of the Toulbane watershed in Golestan province. To this end, 44 source samples were collected from forest, pasture, agriculture and bank erosion. Also 8 sediment samples were collected using Philips time-integrated sediment sampler. Afterward, the concentration of 34 geochemical properties was examined in the laboratory using the ICP device. Next, the optimal composite tracers were determined to discriminate sediment sources by using statistical tests including mass conservation test and Kruskal-Wallis. The contribution of different sources to sediment production was determined using the multivariate mixing model. Finally, the uncertainty in the case of a low number of data, was examined using the Monte Carlo method. As a result, after statistical tests, 12 tracers were selected as the optimal composite fingerprints. The bank erosion was main source to sediment production with 52.18% and the forest had the lowest contribution to sediment production with 4.39%. The contribution of agriculture and pasture was 33.23% and 10.21%, respectively. According to the uncertainty analysis, bank erosion is the most significant source to sediment production. Also, the high difference between the upper and the lower boundaries in different sources indicates high uncertainty.

کلیدواژه‌ها [English]

• tracer
• geochemical
• Monte Carlo
• Kruskal-Wallis