Skip to main content
SUPERVISOR
شمس اله ایوبی (استاد راهنما) حسین خادمی موغاری (استاد مشاور) کاظم نصرتی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Keyvan Seydi naureh
کیوان صیدی نوره

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Estimation of sediment sources using fingerprinting technique in Chehelgazi catchment, Sanandaj, western Iran
Soil erosion is known as one of the most significant environmental problems throughout the world. Several studies showed that soil erosion rate in Iran is too much and annually causes huge irreparable threats such as filling reservoirs of dams, floods, soil and water pollution and declining soil productivity. Therefore, sediment source determination, for identifying of contribution of various sources of sediment production within the watersheds is essential for prioritizing of managements practices. The sediment source determination is the determination of the contribution of each sediment source based on the results of various tracers such chemical, physical and magnetic properties. Despite the several studies using chemical and physical tracers, little attempt has been done using magnetic susceptibility, especially in Iran. This study was conducted to determine the relative contribution of various sources (land use, geology, erosion, sub-basins, land use-erosion and geology-erosion) in the production of sediment by fingerprinting technique using Bayesian Uncertainty Model, in Sanandaj basin. For this purpose, 83 samples of surface erosion areas (with specific geological settings), 58 samples of rill and channel erosion areas (with specific geological setting), 20 samples from the five sub-basins of the region and 8 samples of sediment production from the basin outflow were collected. To determine of sediment contributions, 15 tracers including low-frequency magnetic susceptibility (? lf ), high-frequency magnetic susceptibility (? hf ), dependent frequency (? fd ), the geochemical elements concentrations of K, Ca, Mg, Cu, Zn, Fe, Mn, Cr and Co, total nitrogen (N), organic carbon (OC), and available phosphorus (P) were selected. Kruskal-Wallis test was employed to determine the ability of selected tracers to distinguish at least two sources, then using the discriminant analysis (DA), the optimal combination of tracers was determined each source. In the next step, using the Bayesian uncertainty model, the contribution of each source to sediment yield was determined. The results showed that for land use contribution, pasture (41.9 %), for the geology source, PE unit (74.2 %), for the erosion type sources, sub-surface erosion (62.7 %) and for the sub-basin contributions, Todarsamadi sub-basin (55.9 percent) had the largest contribution in sediment yield. The results of sediment sources were in consistent with the results of the evaluation of organic carbon storage and nitrogen in the studied region. The integration of chemical tracers with magnetic susceptibility data increased the determination of sediment’s certainty in the sub-basin source and type of erosion. As a result, it is concluded that the magnetic susceptibility technique can be effectively used in determination of sediment sources studies. The results of this study could be applied to select the appropriate method for erosion control in the studied region and similar areas. Keywords: Soil erosion, Determination of sediment, Soil fingerprinting, Magnetic susceptibility, Bayesian uncertainty model.
فرسایش خاک به عنوان یک معضل زیست محیطی شناخته شده و پژوهش های انجام شده در ایران نشان می دهد شدت فرسایش خاک در ایران زیاد بوده و هرساله خسارت های جبران ناپذیری به کشور وارد می کند که از آن جمله می توان به پر شدن مخازن سدها، وقوع سیلاب ها و رواناب های دهه های اخیر، آلودگی آب و خسارت به تأسیسات آبیاری و از بین رفتن حاصلخیزی خاک اشاره کرد. از این رو مطالعات منشأیابی رسوب به عنوان روشی کارآمد، سریع و کم هزینه در برآورد مقدار رسوب و سهم منابع مختلف در تولید رسوب می تواند مورد استفاده قرار گیرد. تکنیک منشأیابی رسوب عبارت است از تعیین سهم هر یک از منابع رسوب در تولید رسوب بر اساس مقایسه ویژگی های شیمیایی، فیزیکی و مغناطیسی مواد فرسایش یافته (ردیاب) با منابع رسوب. با وجود افزایش مطالعات در مورد منشأیابی رسوب، تعیین سهم نسبی منابع با استفاده از ویژگی های پذیرفتاری مغناطیسی (? hf ، ? lf و ? fd ) کمتر مورد توجه قرار گرفته است، همچنین مطالعه حاضر از اولین مطالعات منشأیابی با بهره گیری از ویژگی های پذیرفتاری مغناطیسی در سطح کشور می باشد. این مطالعه به منظور تعیین سهم نسبی منابع مختلف (کاربری اراضی، زمین شناسی، فرسایشی، زیرحوضه ها، کاربری اراضی-فرسایشی و زمین شناسی-فرسایشی) در تولید رسوب به روش انگشت نگاری خاک با استفاده از مدل عدم قطعیت Bayesian در حوضه چهل گزی سنندج انجام شد. به این منظور 83 نمونه از فرسایش سطحی (با کاربری و زمین شناسی مشخص)، 58 نمونه از فرسایش آبراهه ای (با کاربری و زمین شناسی مشخص)، 20 نمونه از پنج زیرحوضه منطقه و 8 نمونه رسوب تولیدی حوضه از رواناب خروجی حوضه برداشت گردید. برای مقایسه نمونه های منابع رسوب 15 ردیاب شامل پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس پائین (? lf )، پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس بالا (? hf )، فرکانس وابسته به بسامد (? fd )، عناصر ژئوشیمیایی K، Ca، Mg، Cu، Zn، Fe، Mn، Cr و Co، نیتروژن کل (N)، کربن آلی (OC)، فسفر قابل استفاده (P)به عنوان ردیاب های اولیه انتخاب شدند. در هر منبع ردیاب های اولیه با آزمون کروسکال-والیس ارزیابی و ردیاب هایی با توانایی تفکیک حداقل دو منبع شناسایی شدند. در مرحله دوم با استفاده از توابع تحلیل تشخیص ترکیب بهینه از ردیاب ها برای هر منبع انتخاب شدند. در مرحله سوم با استفاده از مدل عدم قطعیت Bayesian سهم هر منبع در تولید رسوب تعیین شد. بر اساس نتایج در منبع کاربری اراضی، کاربری مرتع (9/41 درصد)، در منبع زمین شناسی، واحد PE (2/74 درصد)، در منبع نوع فرسایش، فرسایش آبراهه ای (7/62 درصد) و در منبع زیرحوضه، زیرحوضه تودارصمدی (9/55 درصد) بیشترین سهم را در تولید رسوب هر منبع داشتند. همچنین این نتایج با نتایج حاصل از ارزیابی ذخیره کربن آلی و نیتروژن در منطقه مطابقت داشت. تلفیق داده های ردیاب شیمیایی با داده های پذیرفتاری مغناطیسی باعث افزایش قطعیت منشأ یابی در منبع زیرحوضه و نوع فرسایش شد. در نتیجه می توان اذعان داشت تکنیک پذیرفتاری مغناطیسی می تواند به صورت مؤثری در مطالعات منشأیابی مورد استفاده قرار گیرد. نتایج این مطالعه می تواند در انتخاب روش مناسب جهت کنترل فرسایش در منطقه مورد مطالعه و مناطق مشابه مورد استفاده قرار گیرد. واژه های کلیدی: فرسایش خاک، منشأیابی رسوب، انگشت نگاری خاک، پذیرفتاری مغناطیسی، مدل عدم قطعیت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی