عنوان به زبان ديگر :
Source Fingerprinting of Sediment Deposited in the Dam Reservoir: A Case of Lavar Dam Watershed, Fin, Hormozgan Province
پديد آورندگان :
حبيبي، سمانه دانشگاه هرمزگان - دانشكده كشاورزي و منابع طبيعي - گروه مهندسي منابع طبيعي، بندرعباس , غلامي، حميد دانشگاه هرمزگان - دانشكده كشاورزي و منابع طبيعي - گروه مهندسي منابع طبيعي، بندرعباس , فتح آبادي، ابوالحسن دانشگاه گنبدكاووس - دانشكده ي كشاورزي و منابع طبيعي - گروه مرتع و آبخيزداري، گنبد , Desmond ،Walling دانشگاه اكستر - گروه جغرافياي طبيعي، انگلستان
كليدواژه :
منشايابي رسوب , سد لاور , عناصر نادر خاكي , منابع بالقوه ي رسوب , ردياب
چكيده فارسي :
شناسايي منابع توليد كننده ي رسوب در يك آبخيز براي كاهش اثرات درون منطقه اي و برون منطقه اي رسوب امري ضروري است؛ بدين منظور تكنيك منشايابي رسوب، ابزاري مفيد و كارا براي كمي نمودن سهم منابع رسوبات آبي محسوب مي شود. هدف از اين تحقيق، برآورد درصد سهم سه زيرحوزه در رسوبات ته نشين شده در مخزن سد لاور فين در استان هرمزگان با استفاده از مدل تركيبي چند متغيره است كه از نتايج مدل سازي مي توان در راستاي جلوگيري از كاهش عمر مفيد مخزن سد استفاده كرد. بدين منظور با توجه به مساحت هر زيرحوزه، 23 نمونه از منابع بالقوه ي توليدكننده ي رسوب (زيرحوزه ها) و 17 نمونه از رسوبات ته نشين شده در پشت سد جمع آوري شد. بعد از آماده سازي نمونه ها، 56 عنصر اعم از عناصر اصلي، كمياب و عناصر نادر خاكي (REE) توسط دستگاه ICP-OES اندازه گيري و 8 شاخص مربوط به عناصر نادر خاكي نيز محاسبه شد. همچنين در مرحله ي اوليه، 64 خصوصيت به عنوان ردياب اوليه در نظر گرفته شد. به منظور كمي كردن سهم منابع با استفاده از مدل تركيبي، 6 ردياب بهينه شامل Cr، La/Yb، Nd/Yb، Th، Bi و Pr با استفاده از آناليز تحليل تشخيص، انتخاب و به عنوان پارامترهاي ورودي به مدل در نظر گرفته شد. نتايج تحليل تشخيص نشان داد كه از بين شش ردياب بهينه، سه ردياب Pr، La/Yb و Nd/Yb از شاخص ها و عناصر نادر خاكي انتخاب شد كه خود بيانگر توانايي بالاي عناصر نادر خاكي در تفكيك منابع است؛ زيرا اين ردياب ها در حين فرآيندهاي حمل، هوازدگي و ته نشيني دچار كمترين تغيير و تحول مي شوند. بر طبق نتايج، زيرحوزه ي جنوبي با ميانگين سهم 66 درصد به عنوان منبع اصلي تامين كننده ي رسوب براي رسوبات ته نشين شده در مخزن، شناسايي شد؛ بنابراين، براي كنترل رسوب و جلوگيري از ورود آنها به درياچه ي پشت سد مي بايست فعاليت هاي اجرايي مانند احداث خشكه چين، سازه هاي سنگي ملاتي و فعاليت هاي بيولوژيك در آبراهه هاي فرعي و اصلي زيرحوزه ي جنوبي صورت گيرد.
چكيده لاتين :
Soil erosion is a major environmental threat worldwide. This three-stage process including detachment, transportation and sedimentation of soil particle by runoff affects natural and agricultural areas of Iran. Soil erosion has many off-site and on-site effects such as sediment deposition in the lake of dam and channels, transportation of nutrients and contaminants including phosphorous, pesticides, heavy metals, pathogens and radionuclides (Horowitz, 2008). Therefore, understanding spatial variations of sediment sources can be useful for managing the supply of sediment and contaminants in river systems. Quantifying sediment sources can be important to target efficient management measures, reducing sediment supply in the catchments. Sediment fingerprinting techniques are therefore increasingly applied to
determine sediment sources and pathways in catchments and thus inform management interventions (Walling, 2005). Many scientists applied sediment fingerprinting techniques for quantifying source contribution of fluvial (e.g., Owens et al., 2005; Russell et al., 2001; Walling et al., 1999; Zhang and Liu., 2016; Nosrati et al., 2018; Collin et al., 1997 and 2012) and aeolian sediments (Gholami et al., 2017a,b; Liu et al., 2016). The sediment fingerprinting
approach has been used for a variety of different applications including agricultural, forest harvesting, wildfires and urbanization (Koiter et al., 2018).
Fingerprinting techniques have evolved from single-property fingerprints to multi-property composite fingerprints because reliance on a single property of sediment makes it difficult to accurately distinguish sediments from a variety of sources in large fluvial systems, such as
catchments (Collins and Walling, 2004). Many different physicochemical properties have been successfully used to discriminate potential sediment sources, including mineralogy (Klages and Hsieh, 1975), geochemical elements (e.g. Martinez-Carreras et al. (2010b); Collins et al.
(2013); Pulley et al. (2015); Chen et al. (2016)), elemental composition (e.g. Motha et al. (2003); Devereux et al. (2010)), biomarkers (Chen et al., 2016), and environmental radionuclides (Martínez-Carreras et al. (2010)). Sediment fingerprinting technique is principally based on statistical tests such as Kruskal-Wallis H test and discriminant function analysis; and mathematical mixing models. The main objective of this study is quantifying subbasins contributions as potential sources for sediments deposited on the back of the dam in the Lavar watershed, Fin, Hormozgan province by fingerprinting technique.
