كاربرد مدل­‌هاي رياضي در توصيف توزيع اندازه ذرات در رسوبات پشت بندهاي رسوب­‌گير متوالي

يكي از خصوصيات كليدي رسوبات، توزيع اندازه ذرات آن­‌ها است كه بسياري از ويژگي­‌هاي فيزيكي و شيميايي را تحت تاثير قرار مي­‌دهد. در اين پژوهش توزيع اندازه ذرات رسوبات سطحي انباشته شده در پشت بندهاي رسوب­‌گير مورد مطالعه قرار گرفت. براي اين منظور دو آبراهه در منطقه­ نوشان اروميه كه به‌­ترتيب داراي سه و چهار بند سنگي ملاتي بودند، انتخاب شده و توزيع اندازه ذرات رسوب پشت آن­‌ها با اندازه ذرات خاك­ دامنه مشرف به بندها مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه ذرات رسوب پشت بندها در مجموع نسبت به ذرات خاك دامنه، اندازه درشت­‌تري داشته و داراي بافت شني-لومي و شني هستند. در بندهاي نيمه­‌پر ترسيب انتخابي ذرات رسوب مشاهده شد و بندهاي پايين­‌دست داراي ذراتي با اندازه تقريبا مشابه با خاك اصلي بودند. در حالي­‌كه در بندهاي پر، اين شرايط مشاهده نشده و عملا بخش قابل توجهي از ذرات كوچك­‌تر از 0.124 ميلي­‌متر از بندها عبور نمودند. ده مدل مختلف رياضي براي توصيف توزيع اندازه ذرات رسوب به­‌كار رفته و قابليت آن­‌ها بر مبناي طيف متنوعي از ضرايب كارايي مورد ارزيابي قرار گرفت. خوشه­‌بندي سلسله­ مراتبي مدل­‌ها بر مبناي ضرايب كارايي منتخب نشان داد كه به­‌ترتيب سه مدل فردلاند، ORL و ONL داراي برتري نسبي در مقايسه با ساير مدل­‌ها هستند. مقدار ضريب تبيين در هر سه مدل برابر با 0.99 بوده و آماره AIC نيز در آن­‌ها به­‌ترتيب برابر با 44.13-، 43.92- و 41.46- بود. بنابراين اين مدل­‌ها مي­‌توانند براي كمي­‌سازي توزيع اندازه ذرات رسوب مورد استفاده قرار گيرند.

Particle size distribution of sediment is one of the key factors which affects many other ‎physical and chemical characteristics of the sediments. In this study, particle size ‎distribution of the sediments trapped behind successive check dams was evaluated. Two ‎waterways (G1 and G2) were selected in Noshan region of Urmia which have three and ‎four check dams respectively. In each waterway, particle size distribution of sediment ‎samples was compared with the original soil of the adjacent hill slope. Results indicated ‎that the sediments have loamy-sand to sandy texture and have coarser particles than the ‎adjacent soil samples. Selective deposition of sediment particles was observed in half full ‎successive check dams of G1 waterway and the sediments of the check dam located at the ‎downstream have a similar particle size distribution with adjacent soil sample. In filled ‎dams of G2 waterway, considerable amounts of particles coarser than 0.124 mm in ‎diameter were passed through dams. Some mathematical models were used to describe ‎the particle size distribution of sediment samples and performance of them was evaluated ‎by several efficiency criteria. Hierarchical cluster analysis of models, based on selected ‎efficiency criteria, indicated that the Fredlund, ORL and ONL models have good ‎performance in describing the particle size distribution of sediment samples. Coefficient of ‎determination for these models was 0.99 and the Akaike’s Information Criterion (AIC) for ‎these models were -44.13, -43.92, and -41.46 respectively. It can be concluded that these ‎models are applicable for quantifying the particle size distribution of sediment samples.‎