بررسی رابطه بین خصوصیات فیزیکوشیمیایی و اشکال فرسایش صفحه‌ای و شیاری در واحدهای مارنی استان زنجان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 رئیس بخش و عضو تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری ، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان زنجان

2 دانشگاه تهران

3 دانشیار پژوهشی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، زنجان

10.48308/esrj.2026.106663

چکیده

رخداد و شکل‌گیری انواع فرسایش در مارن‌ها به حدی گسترده است که خود نیازمند انجام پژوهش‌های خاص در رابطه با انواع مارن‌ها با اشکال فرسایشی می‌باشد. این تحقیق به بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی، اشکال فرسایش و شدت رسوب‌زایی واحدهای مارنی استان زنجان پرداخته است. برای تجزیه و تحلیل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی واحدهای مارنی، نمونه برداری از مواد مارنی واحدهای مارنی در دو عمق 10-0 و 30-0 سانتیمتری به تعداد 120 نمونه انجام شد. برای تهیه نقشه سیمای فرسایش واحدهای مارنی با تلفیق نقشه‌های، واحدهای مارنی، نقشه ارتفاع از سطح دریا، نقشه شیب، نقشه جهات شیب و کاربری اراضی باهم در محیط GIS و با حذف واحدهای تکرای و پردازش آن تعداد 366 واحد کاری ایجاد گردید. سپس با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، عکسهای هوایی و انجام بازدیدها و کنترلهای صحرایی همراه با تکمیل جداول امتیازی روش BLM اقدام به تعیین نوع و سیمای فرسایشی موجود در هریک از واحدهای کاری گردید. داده‌های بدست آمده با استفاده از برنامه آماری SAS و SPSS مورد ارزیابی قرار گرفت. اشکال فرسایشی در مارن‌های استان زنجان شامل فرسایش‌ قطرات‌ باران، فرسایش سطحی، شیاری، خندقی، فرسایش‌ تونلی، فرسایش‌ هزار دره‌ای و فرسایش توده ای می‌باشد. اما از آنجائیکه شرایط محیطی و فیزیکوشیمیایی مورد نیاز برای ایجاد و گسترش اشکال فرسایشی متفاوت می باشد لذا اشکال فرسایشی در این واحدهای مارنی هم از حیث نوع شکل فرسایش و هم از نظر گسترش و فراوانی در یک سطح نمی باشد. از نظر فراوانی و گسترش اشکال فرسایش غالب در آنها فرسایش سطحی یا ورقه‌ای و شیاری و آبراهه‌ای می‌باشد. البته فرسایش خندقی و توده ای نیز در غالب واحدهای مارنی مورد بررسی از فراوانی و گسترش چشم گیری برخوردار است. بررسی تفاوت‌ها و تغییرات خصوصیات فیزیکوشیمیایی واحدهای کاری مارنی در دو عمق 10-0 و 30-0 سانتیمتری به روش آزمون t نشان داد که واحدهای کاری مارنی در دو عمق فوق در اکثر متغیرهای فیزیکوشیمیایی دارای ضریب همبستگی بالا بوده و در متغیرهای سیلت، ظرفیت تبادل کاتیونی(C.E.C)، درصد مواد آلی(O.C)، درصد مواد خنثی شونده(درصد آهک) (TNV)، مقدار سدیم محلول (NaSol)، مقدار سدیم محلول (NaSol)، نسبت جذب سدیم (SAR)، مقدار کلر (Cl)، سولفات(So4) و حد روانی (LL) دارای اختلاف معنی‌دار می‌باشند. بر اساس نتیجه بدست آمده از آزمون T ، تجزیه واریانس با استفاده از آزمون F و مقایسه میانگین‌ها با استفاده از روش دانکن خصوصیات فیزیکوشیمیایی اشکال فرسایش سطحی و شیاری واحدهای مارنی از بین 22 متغیر فیزیکوشیمیایی ثبت شده و مورد بررسی از این اشکال فرسایشی متغیرهای درصد مواد آلی(OC) ، نسبت جذب سدیم (SAR)، حد روانی (LL) و شاخص خمیری (PI) در هردو نوع فرسایش سطحی و شیاری دارای اختلاف معنی‌دار بوده و می‌توان بر اساس آنها بین این دو شکل فرسایشی تمایز قایل گردید. لذا از این نظر این چهار متغیر بعنوان خصوصیات متمایز کننده بین این دو شکل فرسایش در بین واحدهای مارنی موجود در سطح استان زنجان در این تحقیق معرفی می‌گردند. تعیین خصوصیات فیزیکی، میکانیکی و شیمیایی مارنها و بررسی رابطه بین نوع فرسایش با این خصوصیات در تعیین و اتخاذ راهکارهای موثر در مهار فرسایش و رسوب عرصه های مارنی بسیار موثر و کاربردی باشد، در طرح‌های آبخیزداری کمتر مورد توجه قرار گرفته اند. نتیجه حاصل، اعمال مدیریت ها و اجرای عملیاتی بوده است که منجر به شکست برنامه‌ها شده و اهداف مورد نظر حاصل نشده‌اند.بر این اساس در بررسی فرسایش و توان رسوبزایی مارن‌ها، لازم است افزون بر توجه به نوع، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و رابطه آن با شکل گیری و گسترش انواع فرسایش، شرایط آب هوائی، رفتارهای هیدرلیکی و هیدرولوژیکی و شرایط توپوگرافی و بهره برداری فعلی از اراضی را نیز به دقت مورد توجه قرار داد. بدیهی است قضاوت کلی و مبتنی بر ارقام و اعداد کمی درباره نتیجه تحقیقات انجام شده که بصورت موردی و منطقه‌ای می‌باشد، مقدور و علمی نیست. بر این اساس استفاده از نتایج بدست آمده از آنها با اطمینان کامل در سطوح وسیع ممکن و منطقی نمی‌باشد. اما آنچه که مسلم است، رهیافت های عنوان شده گام‌هائی هستند که بر اساس شناخت و مطالعه مارن‌ها برداشته شده اند و تاییدی می‌باشد بر این که راهکارهای برآورد فرسایش و رسوب در عرصه های مارنی نمی‌تواند بصورت صد در صد بر اساس اصول متداول و رایج در مدل های ارائه شده که امروزه در آبخیزداری از آنها استفاده می شود، استوار باشد، بلکه لازم است با تکمیل مطالعات و تحقیقات صورت گرفته اقدام به ارائه دستورالعمل علمی و عملی در خصوص نحوه بررسی فرسایش و توان رسوبزایی در مارن‌ها شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the relationship between physicochemical properties and forms of sheet and rill erosion in marl units of Zanjan province

نویسندگان [English]

  • Parviz Abdinezhad 1
  • Sadat Feiznia 2
  • Hamidreza Pyrowan 3
1 Assistant. Prof., Soil Conservation and Watershed Management Research Deparhnent, Zanjan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Zanjan, lran.
2 Professor, Faculty of Natural Resources, University of Tehran
3 Associate Professor of Soil Conservation and Watershed Management Institute.
چکیده [English]

The occurrence and formation of types of erosion in marls is so widespread that it requires special research on the types of marls with erosive forms.This study investigates the physical and chemical properties, forms of erosion and sedimentation intensity of marl units in Zanjan province. To analyze the physical and chemical properties of marl units, sampling of marl materials of marl units in two depths of 0-10 and 0-30 cm was performed on 120 samples. To provide a map of erosion of marl units by combining maps, marl units, altitude map, slope map, direction map and land use together in GIS environment and by removing duplication and processing units, 366 work units were created. Then, using satellite images, aerial photographs and field study and controls along with completing the BLM method score tables, the type and appearance of erosion in each of the work units was determined. The obtained data were analyzed using SAS and SPSS statistical programs.Erosion forms in Zanjan province include: surface, rill, gully, tunnel, bad land, and mass erosion while sheet, rill and stream erosions are dominant. As the results of T-Test, F-Test and Duncan suggest, organic matter per cent (OC), sodium absorbation ratio (SAR), liquidity limit (LL), plasticity index (PI) in both sheet and rill erosion showed a significant difference; therefore these two forms of erosion can be differentiated using these criteria. Determining the physical, mechanical, and chemical characteristics of marls and investigating the relationship between the type of erosion and these characteristics are very effective and practical in determining and adopting effective strategies to curb erosion and sedimentation of marl fields, but they have received less attention in watershed plans. The result has been the implementation of managements and the implementation of operations that have led to the failure of programs and the desired goals have not been achieved.

As the results of T-Test, F-Test and Duncan suggest, organic matter per cent (OC), sodium absorbation ratio (SAR), liquidity limit (LL), plasticity index (PI) in both sheet and rill erosion showed a significant difference; therefore these two forms of erosion can be differentiated using these criteria. Determining the physical, mechanical, and chemical characteristics of marls and investigating the relationship between the type of erosion and these characteristics are very effective and practical in determining and adopting effective strategies to curb erosion and sedimentation of marl fields, but they have received less attention in watershed plans. The result has been the implementation of managements and the implementation of operations that have led to the failure of programs and the desired goals have not been achieved.As the results of T-Test, F-Test and Duncan suggest, organic matter per cent (OC), sodium absorbation ratio (SAR), liquidity limit (LL), plasticity index (PI) in both sheet and rill erosion showed a significant difference; therefore these two forms of erosion can be differentiated using these criteria. Determining the physical, mechanical, and chemical characteristics of marls and investigating the relationship between the type of erosion and these characteristics are very effective and practical in determining and adopting effective strategies to curb erosion and sedimentation of marl fields, but they have received less attention in watershed plans. The result has been the implementation of managements and the implementation of operations that have led to the failure of programs and the desired goals have not been achieved.As the results of T-Test, F-Test and Duncan suggest, organic matter per cent (OC), sodium absorbation ratio (SAR), liquidity limit (LL), plasticity index (PI) in both sheet and rill erosion showed a significant difference; therefore these two forms of erosion can be differentiated using these criteria. Determining the physical, mechanical, and chemical characteristics of marls and investigating the relationship between the type of erosion and these characteristics are very effective and practical in determining and adopting effective strategies to curb erosion and sedimentation of marl fields, but they have received less attention in watershed plans. The result has been the implementation of managements and the implementation of operations that have led to the failure of programs and the desired goals have not been achieved.As the results of T-Test, F-Test and Duncan suggest, organic matter per cent (OC), sodium absorbation ratio (SAR), liquidity limit (LL), plasticity index (PI) in both sheet and rill erosion showed a significant difference; therefore these two forms of erosion can be differentiated using these criteria.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Marl deposites
  • Erosion Shape
  • physical and chemical properties
  • Zanjan province