نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری-ایلام

2 دانشیارپژوهشکده حفاظت خاک و آبریزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.

3 استادیار بخش تحقیقات منابع طبیعی و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان ایلام، سازمان تحقیقات، آموزش و

4 استادیار، بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و

چکیده

رسوب یکی از مسائل مهم در حوضه­ی آبریز محسوب می­شود. با توجه به مشکلات ناشی از رسوب، بررسی ارتباط متغیرهای هیدروژئومورفیکی تأثیرگذار در تولید رسوب و بار رسوب معلق در حوضه­ی آبریز ضرورت دارد. هدف این تحقیق مدل‎سازی رابطه­ی بین میزان بار رسوب معلق با متغیرهای هیدروژئومورفیکی در حوضه­ی آبریز است. دو حوضه گاوی و حوضه­ی کنجانچم در استان ایلام که شامل 8 زیرحوضه مشخص و مجهز به ایستگاه هیدرومتری می­باشند انتخاب شدند. مواد این تحقیق داده‌های دبی رسوب مشاهده‌ای بعنوان متغیر وابسته ایستگاه‎های هیدرومتری که با استفاده از منحنی‎سنجه‎رسوب تحلیل شد. در مرحله­ی بعد همگنی حوضه‌های آبـریز با اسـتفاده از روش تـحلیل خوشـه‌ای ارزیابی شد. در تـحلیل خوشه‌ای پس از استاندارد کردن داده‌ها به روش Z-SCORE، گروه‌بندی با روش طبقاتی تجمعی و محاسبه فاصله­ی اقلیدسی به روش ward انجام شد. به­تدریج زیرحوضه‌های چاویز، سرجوی، اماملکشاهی و آسان درگروه یک و زیرحوضه‎های کنجانچم، رستم­آباد، تنگ باجک و گنبد در گروه دوم تحلیل شده‎اند. جهت تحلیل ارتباط بین متغیرهای ژئومورفیک با رسوب هر زیرحوضه از روش رگرسیون چندمتغیره آماری استفاده شد. نتایج بررسی ارتباط بین خصوصیات ژئومورفیک با رسوب زیرحوضه‌ها نشان داد که مقدار رسوب با شاخص شیب، ضریب گردی، بافت زهکشی، بارندگی، ناهمواری و مساحت حوضه همبستگی مثبت داشته و در سطح 001/0 معنی‌دار بوده است. جهت تأثیرگذاری متغیرها بر میزان رسوب زیرحوضه‌ها از روش تحلیل مؤلفه‌های اصلی و تحلیل خوشه‌ای استفاده گردید. نتایج نشان داد که سه عامل ضریب گردی، ضریب شیب و ضریب بافت زهکشی حوضه به­ترتیب 62/44، 22/25 و 74/16 درصد از واریانس تمامی متغیرهای تحقیق را تبیین می‌کند. در مجموع سه عامل استخراج شده نهایی توانسته‌اند 87% از واریانس تمامی متغیرهای تحقیق را تبیین نمایند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Examining the relationship between hydrogeomorphic variables and sediment in Gavi and Kanjancham basins of Ilam province

نویسندگان [English]

  • shamsolah Asgari 1
  • samad shadfar 2
  • MohamadReza Jafari 3
  • Kourosh Shirani 4

1 Ilam

2 Associate Prof, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.

3 Assistant Prof., Research Division of Natural Resources, Ilam Agricultural and Natural ResourcesResearch Center (AREEO), Ilam, Iran. Email: mg_jafari@yahoo.com

4 Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Agricultural Research and Training Center and Natural Resources of Isfahan Province, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Isfahan, Ir

چکیده [English]

Sedimentation is one of the most important issues in the watershed. Due to the problems caused by sediment, it is necessary to investigate the relationship between hydrogeomorphic variables affecting sediment production and suspended sediment load in the watershed. The purpose of this study is to model the relationship between suspended sediment loads with hydrogeomorphic variables of the basin and to extract geomorphic features and their relationship with sedimentation in the watershed. By simple random method, two cows and conifers, which include 8 specific sub-basins and are equipped with hydrometric stations, were selected. Statistical multivariate regression method was used to analyze the relationship between geomorphic variables with sedimentation of each sub-basin. The results of the study of the relationship between geomorphic characteristics and sedimentation of sub-basins showed that the amount of sediment produced was positively correlated with slope index, roundness, drainage texture, rainfall, unevenness and basin area and was significant at the level of 0.001. In order to influence the variables on the sedimentation rate of the sub-basins, the principal component analysis and cluster analysis methods were used. The results showed that the three factors of roundness coefficient, slope coefficient and drainage texture coefficient of the basin explain 44.62, 25.22 and 16.74% of the variance of all research variables, respectively. In total, the three final extracted factors were able to explain 87% of the variance of all research variables.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cluster analysis
  • Multivariate regression
  • Sediment rating curve
  • Hydrogeomorphic
  • Gavi and Kanjancham basins
  • Ilam Province
 
Abdideh, M.; Qarashi, M.; Rangzan, K.; & Arian, M. (2011). Relative Assessment of Active Infrastructure Using Morphometric Analysis, A Case Study of the Dez River Basin, Southwestern Iran, Quarterly Journal of Earth Sciences, 20(80), 33-46.
Asghari Saraskanrood, S.; & Qala, E. (2019). Investigating the Relationship between Hydro geomorphic Properties and Sediment Production (Case Study: Qarnaqo Basin in East Azerbaijan Province), Quantitative Geomorphological Research, 8(1), 164-146.
Heidari Tashe Kaboud, S., & Rezaian, Hassan. (2019). Estimation of suspended sediment load values ​​of the river using colonial competition algorithm, Journal of Science and Engineering Elites, 2, 288-282.
Shayan, S., Zare, G., Yamani, M., & Sharifi Kia, M. (2013). Analysis of the trend of statistical changes in discharge and sediment of the catchment area and its application in environmental planning, Iranian Journal of Applied Geomorphology, 2, 37-50.
Gholami, L.; Sadeghi, H.; Khaledi Darvishan, A.W.; & Tellvri, A.R. (2008). Modeling of sediment caused by showers using rain and runoff variables, Journal of Agricultural Sciences and Industries, 2, 271-236.
Fattahi, M.H., & Talebzadeh, Z. (2017). Relationship between catchment compression coefficient and its fractal properties, Iran Water Resources Research, 13(1), 203-191.
Karami, F., & BayatiKhatibi, M. (2019). Modeling soil erosion and prioritizing sediment production in the Sattar Khan Ahar dam basin using MUSLE and SWAT models, Hydrogeomorphology, 5(18), 137-115.
Motamedi, R., & Azari, M. (2017). The relationship between geomorphic features and watershed sediment (Case study: Selected sub-basins of Khorasan Razavi), Environmental Erosion Research, 28, 82-101.
Naseri, F., Azari, M., & Dastarani, MT. (2019). Optimization of Sediment Level Equation Coefficients Using Genetic Algorithm (Case Study: Ghazaghli and Bagh Abbasi Stations), Iranian Journal of Irrigation and Water Engineering, 9(35), 97-82.
Honarbakhsh, A., Niazi, A., Soltani Koopai, S., & Tahmasebi, P. (2019). Modeling the relationship between sediment content and hydrological and environmental characteristics of the basin (Case study: Dez dam basin), Quantitative Geomorphological Research, 8(1), 117-105.
Aher, P.; Adinarayana, J., & Gorantiwar, S.D. (2014). Quantification of morphometric characterization and prioritization for management planning in semi-arid tropics of India: A remote sensing and GIS approach, Journal of Hydrology, 511, 850-860.
Ares, M.G., Varni, M., & Chagas, C. (2016). Suspended sediment concentration controlling factors: an analysis for the Argentine Pampas region, Hydrological Science Journal, 61(12), 2237-2248.
Khanchoul, K., Boukhrissa, Z.E.A., Acidi, A., & Altschul, R. (2010). Estimation of suspended sediment transport in the Kebir drainage basin, Algeria, Quaternary International, 262, 25-31.
Lamb, E., & Toniolo, H. (2016). Initial Quantification of Suspended Sediment Loads for Three Alaska North Slope Rivers, Water, 419(8), 2-11.
Pal, B., Samanta, S., & Pal, D.K. (2012). Morphometric and hydrological analysis and mapping for Watut watershed using remote sensing and GIS techniques, International Journal of Advances in Engineering & Technology, 2(1), 337- 357.
Patrick Laceby, J., McMahon, J., Evrard, O., & Olley, J. (2015). A comparison of geological and statistical approaches to element selection for sediment fingerprinting, Journal of Soils Sediments, 15, 2117-2131.
Pohlert, T. (2015). Projected climate change impact on soil erosion and sediment yield in the River Elbe catchment, Springer International Publishing Switzerland, 4, 97-108.
Salim, A. H. A. (2014). Geomorphological analysis of the morphometric characteristics that determine the volume of sediment yield of Wadi Al-Arja, South Jordan, Journal of Geographical  Sciences, 24(3), 457-474.
Schumm, S.A. (1956). Evolution of drainage systems and slopes in badlands at Perth Amboy, New Jersey, Geological society of America bulletin, 67(5), 597-646.
Sharma, S.K., & Tiwari, K.N. (2009). Bootstrap based artificial neural network (BANN) analysis for hierarchical prediction of monthly runoff in Upper Damodar Valley Catchment, Journal of hydrology, 374(3), 209-222.
Strahler, A.N. (1958). Dimensional analysis applied to fluvial eroded landforms, Geological Society of America Bulletin, 69(3), 279-300.
Strahler, A.N. (1957). Quantitative analysis of watershed geomorphology, Eos, Transactions American Geophysical Union, 38(6), 913-920.
Tamene, L; Park, S.J; Dikau, R. & Vlek, P.L.G. (2006). Analysis of factors determining sediment yield variability in the highlands of northern Ethiopia, Geomorphology, 76, 76–91.
Zare chahuki, M.A. (2010). Data analysis in natural resources research using SPSS software, first edition, Jahad University press, 309.
Zhang, H.Y., Shi, Z.H., Fang, N.F., & Guo, M.H. (2015). Linking watershed geomorphic characteristics to sediment yield: Evidence from the Loess Plateau of China, Geomorphology, 234, 19-27.
Ziegler, AD., Benner, G., & Tantasirin, C. (2014). Turbidity-based sediment monitoring innorthern Thailand: hysteresis, variability, and uncertainty, Journal of Hydrology, 519, 2020–2039.