اثر ویژگی‌های فیزیکی حوزه آبخیز بر خصوصیات رسوب شناسی و ریخت‌سنجی رسوبات بستر در جهت پایاب‌: مطالعه موردی از حوزه‌ قلعه‌سر در استان مازندران

نویسندگان

1 کارشناس ارشد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 استادیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 استادیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

4 دانشجوی دکتری دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

 
عوامل زمین­شناسی­ و رسوب‌شناسی­ در تغییرات اندازه مواد بستر در جهت پایین­دست رودخانه موثر هستند و می­توان در جهت شناخت فرآیندهای هیدرولوژی حوزه آبخیز و همچنین در طراحی سازه‌های هیدرولیکی و مدیرت مخازن استفاده نمود. به همین منظور این پژوهش در حوزه آبخیز قلعه­سر با طول رودخانه اصلی 24 کیلومتر در حوزه آبخیز قلعه سر در استان مازندران انجام گرفت. در این پژوهش، پس از شناسایی منطقه مورد نظر، رسوبات از 11 مقطع در طول آبراهه اصلی در جهت پایین­دست رودخانه به روش ترکیبی نمونه برداری شد. سپس خصوصیات ریخت­سنجی رسوبات­ بستر با استفاده از روش الک و دستگاه گراولومتر و در نهایت با استفاده از نرم افزار GRADISTAT تعیین شد. همچنین خصوصیات فیزیکی حوزه آبخیز در محیط نرم افزار Arc/GIS 9.2 بدست آمد. در نهایت به منظور تعیین موثرترین ویژگی­های فیزیکی حوزه بر خصوصیات ریخت­سنجی رسوبات­بستر، جهت تحلیل داده­ها از نرم افزار SPSS 16 استفاده شد. نتایج رگرسیونی دو متغیره نشان داد که بهترین مدل بدست آمده بین فاکتور D50 با آبراهه رتبه­1 و در رگرسیون چند متغیره بین فاکتور  D50 با فاصله از بالادست بوده است.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effects of watershed physical properties on bed load morphometric and sedimentologic characteristics along downstream: a case study from Ghalesar watershed in Mazandaran Province

نویسندگان [English]

  • F Adineh, 1
  • A Kavian, 2
  • Gh. Vahabzadeh 3
  • A.V. Khaledi Darvishan, 4
1 M.Sc, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
2 Assistant Professor, Department of Watershed Management Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
3 Assistant Professor, Department of Watershed Management Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
4 Ph.D. Student, Tarbiat Modarrres University
چکیده [English]

  Litnology and sedimentology factor s affect on downstream changes in bed load shape and can be useful to detect watershed hydrological processes as they are very important to design hydraulic structures and reservoir management. This research was conducted in Qalesar River in Mazandaran Province with main river length of 24 Kilometers. After recognition of the study area, 11 sections were selected toward downstream for bed load sampling. Laboratory analysis were done using gravel meter and sieving method to measure and calculate some bed load shape characteristics. Also physical properties of each sub-watershed were extracted using Arc/GIS 9.2 software. Finally, in order to determine most effective physical characteristics on bed load shape, data were analyzed using SPSS 16. Results of statistical analysis indicate the best model between D50 and length of 1 order channel in bivariate regression equations and between D50 and distance from upstream in multi-variate regression equations. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bed load
  • Downstream changes
  • Morphometric characteristics
  • Mazandaran
  • Iran

 

1- احمدی، ع. ، ر.، موسوی حرمی، ا.، محبوبی و ع . رئیسی، 1382، مطالعات رسوب­شناسی و بررسی منشأ رسوبات رودخانه خشک شیراز : پایان­نامه کارشناسی ارشد ، دانشکده علوم ، دانشگاه فردوسی مشهد. ص102.

2- ارزانی، ن، 1389، آزمایشگاه رسوب شناسی: انتشارات دانشگاه پیام نور، چاپ اول،  ص151.

3- بی همتا، م. ر.، و م، زارع چاهوکی، 1389، اصول آمار در علوم منابع طبیعی: انتشارات دانشگاه تهران، ص 300.

4- خالدی، ع. ، ح. صادقی، ، م. وفاخواه، و ل. غلامی، 1387، شناسایی موثرترین ویژگی‌های فیزیکی حوزه در ریخت سنجی رسوبات بستر در حوزه آبخیز واز مازندران: مجله تحقیقات منابع آب، ش. (1)، ص 75-78.

5- رفاهی.ح.، 1378، فرسایش آبی و کنترل آن: انتشارات دانشگاه تهران، چاپ دوم، ص 345.

6- شفاعی بجستانی م.، 1373، هیدرولیک رسوب: انتشارات دانشگاه شهید چمران: اهواز. ص 438.

7- صادقی، ح. ، ع. ، خالدی، م. وفاخواه و ل. غلامی، 1386، بررسی ویژگی های ریخت سنجی رسوبات بستر در جهت پایاب رودخانه در حوزه آبخیز واز مازندران: مجله دانشکده منابع طبیعی ایران، ش 4، ص 1185-1197.

8- مصطفی زاده، ر.، ع. بهره مند ،  و ا. سعدالدین، 1388، شبیه سازی هیدروگراف رواناب مستقیم با مدل هیدروگراف واحد لحظه ای کلارک: مجله پژوهش­های حفاظت آب و خاک. جلد شانزدهم، ش 3، ص 105- 122.

9- موسوی حرمی، ر. ، ا. ، محبوبی، م. غفوری، و م. خانه باد 1381، مطالعات رسوب شناسی و نرخ ریزشوندگی به طرف پایین دست حوضه آبریز بند گلستان. جنوب غربی مشهد: مجله علوم دانشگاه تهران. ص 117-87 .

10- مهدوی، محمد، 1378، هیدرولوژی کاربردی: انتشارات دانشگاه تهران، ص 401.

11- Blott, S., J and K., Pye, 2001, Gradistat: A grain size distribution and statistics package for the analysis of unconsolidated sediments: Earth Surface Processes and Landforms, v. 26, p. 1237-1248.

12-. Clifford, N. J., 2001, Conservation and the River Channel Environment. In: A. Warren 2 J. R. French (Eds) Habitate Conservation: John Wiley and Sons, Ltd, 356: p. 68-104.

13- Davis, W.M., 1899, The geographical cycle, Geographical Journal, v. 14, p. 481-504.

14- Demir, T. , 2003, Downstream Changes in Bed Material Size and Shape Characteristics in a Small upland Stream, Cwm Treweryn, in South Wales: Bulletin of Earth Sciences Application and Research Centre of Hacettepe University, Yerbilimleri, v. 28, p. 33-47.

15- Di Giuli, A., A., Ceriani, E.Ghia, and F., Zueea, 2003, composition of modern stream sand derived from sedimentary source rocks in a temperate climate(Northern   Apenines. Itrly): Sedimentary Geology, v.138, p. 145-161.

16- Frip, J.B. and P., Diplas  1993, Surface Sampling in Gravel Stream: Journal of Hydraulic Engineering, v. 119(4), p. 473-490.

17-Gomez, B., 2001, Downstream Fining in a Rapidly Aggrading Gravel Bed River: Water Resources Research, v. 37 (6), p. 1813-1823.

18- Leeder  M.R.,  1988, Sedimentology: Process and Product Fletcher & Son Ltd  344PP.

19- Le Pera, E., and M., Sorriso-Valvo, 2000, Weathering, erosion and sediment composition in a high gradient river Calabria Italy: Earth Sur. Pro. Landform, v. 25, p. 277-299.

20- Mackin, J.H., 1948, Concept of the graded river: Geological Society of America Bulletin, 59,463-512.

21- Morgan, R.P.C., 2005, Soil Erosion and conservation: Blackwell Publications, 304 p.

22- Muskatirovic, J., 2007, Analysis of bedload transport characteristics of Idaho streams and rivers: Earth Surface Processes and Landforms, v. (33), p. 1757-1768.

23- Nino, Y., 2002, Simple Model for Downstream Variation of Median Sediment Size in Chilean rivers: Journal of Hydraulic Engineering, v. 128(10), p. 934-941.

24- Petts, G.E., A.M., Gurnell, A.J., Gerrard, D.M., Hannah, B., Hansford, I., Morrisey, P.J., Edwards, J., Kollmann, J.V.,Ward, K., Tockner, and B.P.G., Smith, 2000, Longitudinal variations inexposed riverine sediments: a context for the ecology of theFiume Tagliamento, Italy. Aquat. Conserv: Mar. Freshwater Ecosyst, v. 10, p. 249– 266.

25- Pizzuto, J.E., 1995, Downstream fining in a network of gravel-bedded Rivers: Water Resource Research, v. 31, p. 753-759.

26- Rodriguez, G. and. Uriarte, A., 2009, Laser Diffraction and Dry-Sieving Grain Size Analyses Undertaken on Fine- and Medium-Grained Sandy Marine Sediments: A Note:Journal of Coastal Research. v. 25(1), p. 257-264.

27- Sear, D.A. and M. D., Newson, 2003, Environmental change in river channels: a negleoted element, towards geomorphological typologies, standards: The Science of Total Environment, v. 310, p. 17-23.

28- Shirazi, M., M.J., Faustini, and R.P., Kaufmann, 2009, Streambed gravel sampling and frequency base conversion: A solution to data set sharing: Water Resources Research, v. 45, W01414, doi:10.1029/2007WR006151.

 29- Surian, N., 2002, Downstream Variation in Grain Size Along an Alpine River:  analysis of Controls and Processes: Geomorphology, v. 43, p. 137– 149.

30-Taylor, T. J., 1851, An Enquiry Into the Operation of Running Streams and Tidal Waters, With a View to Determine Their Principles ofction; andan Application of Those Principles to Improvement of the River Tyne, London.

31-Thomas, E. L., 1995, Particle size variations between bed loed and bad material in natural gravel bed channels: Water Resources research, v. 31(4), p. 1107-1118.

32- Vendenberghe, J., 2003, Climate forcing of fluvia system development: a evolution of ideas: Quaternary Sciences Review, v. 22, p. 2053-2060.

33- Whitaker, A. and C., Potts. 2007, Coarse bed load transport in an alluvial gravel bed stream.Dupuger Creek.Montana: Earth Surface Processes and Landforms, v. (13), p.1984-2004.