مقایسه روش های مستقیم و غیرمستقیم منشایابی رسوبات آبی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز ورتوان)

برای افزایش کارآیی اقدامات کنترل فرسایش خاک، شناخت تغییرات مکانی و زمانی فرآیند فرسایش خاک و تعیین سهم منابع رسوب ضروری است. روش¬های تعیین سهم منابع رسوب به دو دسته مستقیم و غیرمستقیم تقسیم می¬شوند. هدف این رساله، مقایسه و ارزیابی نتایج این دو روش در حوزه آبخیز ورتوان استان قزوین می¬باشد. در روش مستقیم (انگشت¬نگاری ترکیبی) از تحلیل تشخیص برای تعیین ترکیب بهینه ردیاب و از مدل¬های چندمتغیره ترکیبی برای تعیین سهم منابع رسوب استفاده شد. بدین منظور پس از تهیه نقشه دقیق واحدهای سنگ-شناسی حوزه، تعداد 66 نمونه از منابع رسوب و نه نمونه از رسوبات خروجی حوزه برداشت و بر روی آنها دانه¬بندی و تجزیه عنصری، کانی¬شناسی، و تعیین درصد رنگدانه¬ها انجام گردید. نتایج نشان داد، با افزایش رتبه آبراهه از بالادست به پایین¬دست، میانگین تمامی شاخص¬های مورفومتری رسوبات افزایش می¬یابد. ردیاب¬های کادمیوم، سرب و کلسیت بعنوان ترکیب بهینه ردیاب تعیین شد. در روش غیرمستقیم نیز از مدل¬های تجربی سلبی و سازمان زمین¬شناسی برای تعیین حساسیت واحدهای سنگ¬شناسی به فرسایش و برای اندازه¬گیری میزان فرسایش نیز از تله¬های رسوب¬گیر و پیکه¬های فرسایش استفاده شد. تله¬های رسوب¬گیر و پیکه¬های فرسایش بر روی دامنه¬های هر واحد، نصب و در پایان هر فصل، رسوبات موجود در تله¬ها جمع-آوری و پس از خشک کردن توزین و با هم مقایسه شد. تعیین سهم رسوبات با استفاده از رنگ دانه¬های رسوب نشان داد که توان رسوب¬زایی به ترتیب در واحدهای دارای رنگ¬دانه سیاه، سفید، قرمز، سبز، خاکستری و قهوه¬ای کاهش می¬یابد. بر اساس خروجی انگشت¬نگاری، سهم واحدهای سنگی رسوبی تخریبی (مادستون ¬قرمز¬توف¬دار، ماسه¬سنگ¬قرمز، شیل¬زغالی)، رسوبی تبخیری (آهک¬شیلی، آهک¬اوربیتولین¬دار، آهک پلاژیوکلازدار) و آتشفشانی (توف تیره، آندزیت) در تولید رسوبات خروجی به ترتیب برابر 3/62، 7/24 و 13 درصد می¬باشد. نتایج اندازه¬گیری فرسایش نشان داد حداکثر میزان فرسایش مربوط به فصل پائیز بوده (71 درصد) و در فصول بهار (19 درصد) و زمستان (10 درصد) کاهش یافته و در فصل تابستان نیز هیچ رسوبی در تله¬ها تجمع نیافته است. همچنین، میانگین وزن رسوبات تجمع¬یافته در تله¬های رسوب¬گیر به ترتیب در واحدهای توف روشن (2/178 گرم)، شیل ذغالی (4/34 گرم)، مادستون قرمز توف¬دار (9/29 گرم)، آندزیت (7/21 گرم)، توف تیره (7/16 گرم)، ماسه¬سنگ شمشک (9/14 گرم)، ماسه¬سنگ قرمز (8/9 گرم)، آهک شیلی (5/9 گرم) و نهایتا آهک اوربیتولین¬دار (5/6 گرم) کاهش یافته است. واحدهای آتشفشانی (توف و آندزیت) به دلیل فاصله زیاد از خروجی و حساسیت فرسایشی متوسط، سهم کمتری در رسوبات خروجی دارند. واحدهای رسوبی تبخیری به دلیل فاصله متوسط از خروجی و حساسیت کم نسبت به فرسایش، سهم کمی در رسوبات خروجی دارند درحالی¬که آهک¬ پلاژیوکلازدار به دلیل حساسیت بسیار زیاد نسبت به فرسایش، سهم زیادی در رسوبات خروجی زیرحوزه موشقین دارد. واحدهای رسوبی تخریبی بخصوص شیل¬های ذغالی و مادستون قرمز توف¬دار نیز به دلیل فاصله کم تا خروجی و پتانسیل بالای فرسایشی، سهم زیادی در رسوبات خروجی دارند ولی واحدهای ماسه¬سنگی به دلیل فرسایش و فاصله متوسط تا خروجی تا حدودی باعث تعدیل سهم واحد رسوبی تخریبی می¬شوند. شاخص اهمیت نسبی منابع رسوب که تاثیر مساحت واحدها از آن حذف شده است، بصورت واحد رسوبی تخریبی > واحد رسوبی تبخیری > واحد آتشفشانی است. با استفاده از نتایج این پژوهش می توان با اعمال روش¬های مدیریتی مکانی (تمرکز اقدامات کنترل فرسایش در مکان¬های حساس) یا مدیریت زمانی (حفظ پوشش گیاهی و کنترل شخم در فصول حساس) میزان فرسایش حوزه را کاهش داد. نتیجه کلی اینکه اگرچه روش انگشت¬نگاری با در نظر گرفتن مفاهیم انتقال و تحویل رسوب به¬طور مستقیم سهم منابع رسوب را تعیین کرده و برای منشایابی رسوبات مفیدتر است، ولی روش¬های غیرمستقیم نیز اطلاعات ارزشمندی از حساسیت به فرسایش منابع مختلف رسوب در اختیار می¬گذارد که برای شناسایی مناطق بحرانی و برنامه ریزی اجرای پروژه های حفاظت خاک ضروری است. همچنین به دلیل اقلیم نیمه¬خشک و همچنین تخریب فیزیکی واحدهای سنگی، بخش اعظم رسوبات حوزه ورتوان را بارکف تشکیل می¬دهد. ولذا کاربرد تکنیک انگشت¬نگاری که بر اساس ذرات زیر 63 میکرون پایه¬گذاری شده است، در اینگونه حوزه¬ها، نمی¬تواند بیانگر واقعی سهم منابع رسوب در کل رسوبات خروجی از حوزه باشد. انتظار می¬رود نتایج این پژوهش سبب درک بهتر مفاهیم مقاومت¬های حاکم بر فرآیندهای فرسایش و انتقال رسوب شود.