ارزیابی تکتونیک فعال حوضه ی رودخانه سیروان با استفاده از شاخص های ژئومورفیک

نوع مقاله : علمی

نویسندگان

1 استادیار ژئومورفولوژی بخش جغرافیا، دانشگاه شیراز، شیراز، (نویسنده ی مسئول).

2 کارشناس ارشد ژئومورفولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لارستان، لار

چکیده


حرکات تکتونیکی همواره تأثیرات بسیار زیادی بر نقاط مختلف کره­ ی زمین دارند و هر منطقه­ ای که در حال حاضر نیز حرکات تکتونیکی در آنها وجود دارد به اصطلاح دارای تکتونیک فعال است. رودخانه­ ها نسبت به حرکات تکتونیکی حساس هستند و رابطه نزدیکی بین لندفرم­ های رودخانه­ ای و حرکات تکتونیکی وجود دارد. به­ منظور بررسی وضعیت تکتونیکی یک منطقه یا حوضه روش­ های مختلفی وجود دارد. در این میان، شاخص­ های ژئومورفیکی در ارزیابی فعالیت­ های تکتونیکی ابزاری مفید و قابل اطمینان هستند. بر این اساس در تحقیق حاضر به بررسی وضعیت تکتونیکی حوضه­ ی رودخانه­ ی سیروان پرداخته شده است. در این تحقیق حوضه­ ی رودخانه­ ی سیروان شامل 5 زیرحوضه­ ی گاران، شویشه، قشلاق، گاورود و سیروان مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. به منظور بررسی تأثیر تکتونیک بر زیرحوضه­ های مورد مطالعه از 8 شاخص، شامل: شاخص پیچ و خم (سینوسی) جبهه کوهستان (Smf)، شاخص عدم تقارن حوضه زهکشی (AF)، شاخص گرادیان طولی رودخانه (SL)، شاخص تقارن توپوگرافی معکوس (T)، شاخص تراکم سطحی آبراهه (P)، شاخص انتگرال هیپسومتری (Hi)، شاخص سینوسی رودخانه (S) و شاخص شکل حوضه (Bs) استفاده شده است. پس از ارزیابی حوضه بر مبنای شاخص­ های موجود، به منظور طبقه­ بندی حوضه­ ها از نظر فعالیت تکتونیکی، از شاخص ارزیابی نسبی فعالیت­ های تکتونیکی (Lat‌) استفاده شده است که نتایج حاصله از این شاخص بیانگر این است که در بین زیرحوضه­ های مطالعاتی، زیرحوضه­ ی شویشه با میانگین کلاس ۲، دارای وضعیت فعال­تری نسبت به سایر زیرحوضه­ ها است

تازه های تحقیق

-

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Evaluation of the Active Tectonics of the Sirvan River Basin Using Geomorphic Indices

نویسندگان [English]

  • Saeed Negahban 1
  • Diyana Dortaj 2
1 Assistant Prof., Department of Geography, Shiraz University, Shiraz (Corresponding Author)
2 M.A in Geomprphology, Larestan University
چکیده [English]

Introduction
Rivers are sensitive to tectonic movements and there is a close relationship between river formations and tectonic movements. The term morphotectonic states the relationship between geomorphology and tectonics, and in many cases morphotectonic, is considered to be geometric tectonics. In recent years, geomorphic tectonics has been a significant tool for identifying active tectonic forms and providing seismic hazard maps and understanding the history of current land surveys. There are several methods to study the tectonic condition of a region or basin. In the meantime, geomorphic indicators in the evaluation of the tectonic activities are useful and reliable tools because they can be used for areas that have experienced a tectonic activity. They are easily identified. These indicators allow geomorphologists to quantitatively measure and reasonably compare different landforms and compute morphological indices. The studied area is considered to be an active area in terms of its location (folded Zagros) and the tectonic is considered as an active region. Accordingly, the evaluation and the study of tectonic activity and its effects in regional planning and land use planning and environmental management are of great importance. In this study, the morphotectonic status of the Sirvan basin was evaluated.
 
 
 
Materials and Methods
In this research, in order to investigate the effect of tectonics on the studied sub-basins, the sources and findings of the research in the field of research were collected through library studies. In addition, to evaluate the studied sub-basins, geomorphologic indices and evidence were used. The research data included 30m DEM, STRM, the topographic map of 1: 50000 and the geological map of 1: 100000of the studied basin. The ARCGIS software was used to evaluate the indicators and final output mapping. According to the objectives, in order to investigate the effect of tectonics on the studied sub-basins, eight indicators including mountain front (SF) index, drainage basin asymmetry index (AF), longitudinal gradient of the river (SL), reverse topographic symmetry index (T), surface congestion index (P), hypersonic integral index (Hi), sinusoidal river index (S), and basin shape index (BS) were used. After assessing the basin based on the existing indicators, the studied sub-basins for each of the indicators and the final results were obtained.
Results and Discussion
In this study, to evaluate the tectonic condition of the studied sub-basins, each of the indicators was considered. The results of the SL (Sudden Slope) evaluation indicated that the Sirvan sub-basin with SL of 3133 was the most active sub-basin for this indicator. The evaluation of the T index (inverse topographic symmetry index) indicated that the Shevishe River basin with a coefficient of 4 had the highest degree of asymmetry. The P (Surface Water Condensation) evaluation indicated that the highest density was achieved by 397. It was related to the Gheshagh sub-basin, and according to this indicator, the sub-basin was considered to be the most active sub-basin. Based on the HI index (hipsometric integral) Shoeisheh sub basin with a coefficient of / 420 was considered to be the most active sub-basin. In terms of S (sinusoidal river), the sub-basin of Gheshlagh with a coefficient of 1.31 had the lowest coefficient and, therefore, the most active sub-basin for this index. It was also considered as the longest and most active sub-

 
basin for BS (basin shape) of Gheshlagh basin with a coefficient of 2.14.
Conclusion
In this research, the geomorphic indices were used to study the tectonic conditions of the studied sub-basins. The results of the assessments were different in different sub-basins. Consequently, according to the Smf index (indicating the extent of tectonic congestion and erosion in the region), of the studied sub-basins, Shevishe basin with a Smf level of 11.1 was the most active sub basin. In terms of the AF index (detection of tilt in the drainage basins due to tectonic activity), of the studied sub-basins, the Gheshlagh basin with a factor of 4.70 had the highest stroke. After assessing the basins based on the existing indicators, in order to classify the basins in terms of tectonic activity, the tectonic activity (Lat) partial evaluation index was used. The results of this indicator indicated that, of studied Sub-basins, Shevisheh sub basin with Class 2 average, had a more active status than the other sub-basins. Accordingly, it is necessary to pay attention to the status of tectonic activity of the sub-area in carrying out any planning, land use planning and management, avoid any risky actions, optimize the use of natural resources, and reduce the harmful effects of any planning.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: New Tectonic
  • Geomorphological Indices
  • Siervan Basin

مقدمه

رودخانه­ ها نسبت به حرکات تکتونیکی حساس هستند و رابطه­ ی نزدیکی بین لندفرم ­های رودخانه­ ای و حرکات تکتونیکی وجود دارد (روستایی و همکاران، 1394). اصطلاح مورفوتکتونیک بیان­کننده­ ی ارتباط بین ژئومورفولوژی و تکتونیک است و در بسیاری از موارد مورفوتکتونیک، برابر تکتونیک ژئومورفولوژی در نظر گرفته می­شود (اسماعیلی و همکاران، 1391). در سال­ های اخیر ژئومورفولوژی تکتونیکی به طور چشم­گیر، یکی از ابزارهای عمده و اساسی و مؤثر در تشخیص شکل­ های تکتونیکی فعال و تهیه­ ی ­نقشه­ های خطر لرزه­ای و همچنین درک و فهم تاریخچه چشم انداز­های کنونی سطح زمین بوده است (کلر و همکاران، 2002: 1). به منظور بررسی وضعیت تکتونیکی یک منطقه یا حوضه روش­ های مختلفی وجود دارد. در این میان، شاخص­ های ژئومورفیکی در ارزیابی فعالیت­ های تکتونیکی ابزاری مفید و قابل اطمینان هستند زیرا از روی آن­ها می­توان نواحی ی را که در گذشته فعالیت­ های سریع و یا حتی کند تکتونیکی را پشت سر گذاشته­ اند، به راحتی شناسایی نمود (رامیرز-هررا[1]، 1998: 317). این شاخص­ ها به ژئومورفولوژیست­ ها اجازه می­دهد تا به اندازه گیری کمی بپردازد و به طور واقعی و معقول لندفرم­ های مختلف را با یکدیگر مقایسه کرده و شاخص­ های مورفولوژیک را محاسبه کنند. حوضه­ ی رودخانه سیروان با توجه به موقعیت قرارگیری (زاگرس چین خورده)، از نظر تکتونیکی ­منطقه­ ای فعال محسوب می­شود. بر این اساس ارزیابی و بررسی فعالیت­ های تکتونیکی و اثرات ناشی از آن در برنامه­ ریزی­ های عمران ناحیه­ ای و آمایش سرزمین و مدیریت محیط از اهمیت بالایی برخوردار می­باشد (گورابی و نوحه­گر، 1386: 177). با توجه به موارد مذکور در تحقیق حاضر به ارزیابی وضعیت تکتونیکی حوضه ­ی سیروان پرداخته شده است.

در مورد موضوع مورد مطالعه تحقیقات مختلفی در سطح ایران و جهان صورت گرفته است که از جمله آن­ها می­توان به تروینی و دلاستا[2] (2008) اشاره کرده که به بررسی فعالیت­ های نوزمین ساخت جبهه­ های کوهستان فعال شمال غرب هیمالیا پرداختند. در این تحقیق از تجزیه و تحلیل گسل­ ها و شاخص­ های مورفوتکتونیکی استفاده شده است و نتایج به دست آمده بیانگر فعال بودن پیشانی کوهستان مورد مطالعه است. آنوپ و همکاران[3] (2011) به بررسی وضعیت مورفوتکتونیکی دره اسپیتی در شمال غرب اسپانیا پرداختند. نتایج حاصل از از تجزیه و تحلیل ژئومورفومتریک و محاسبه­ ی شاخص­ های ژئومورفیک نشان داده است که زمین­ ساخت فعال از عوامل مهم حاکم بر چشم ­انداز دره اسپیتی در شمال­غرب هیمالیا است و تغییرات توپوگرافی آن در ارتباط با زمین­ ساخت فعال و نقش سایر عوامل مؤثر است. گیکونیا و همکاران[4] (2012) به بررسی وضعیت مورفوتکتونیک دامنه­ های سیرا در جنوب شرقی اسپانیا پرداختند. در این تحقیق از 6 شاخص ژئومورفیک استفاده شده است. نتایج این تحقیق بیانگر این است که فعالیت­ های زمین­ ساختی مؤثر بر تغییر شکل آبراهه­ ها در محدوده ­ی مطالعاتی مربوط به دو منطقه گسلی، گسل معکوس از خط­الرأس به سمت شمال و شرق و دیگری گسل نرمال از خط­الرأس به­ طرف جنوب می­دانند. ویوینا و همکاران[5] (2013) تاثیر بالاآمدگی تکتونیکی ابرین پنسولیا را مورد مطالعه قرار دادند. در این تحقیق از عکس­ های هوایی و روش­ های مورفومتری استفاده شده است و نتایج به دست آمده بیانگر پیدایش شکاف­ ها در سازندهای سخت و شکل­ گیری تراس در کنار دره­ های رودخانه­ ی مونو در نتیجه فرو رفتن رودخانه در بستر آبرفت­ ها است. شارما و همکاران[6] (2018) وضعیت مورفوتکتونیکی حوضه­ ی رودخانه شیرخاد[7] در هندوستان را مورد مطالعه قرار دادند. در این تحقیق از شاخص­ های ژئومورفیک و مورفومتریک استفاده شده است. نتایج به دست آمده بیانگر این است که این حوضه بر اساس شاخص­ ها مورد استفاده (عدم تقارن حوضه­ ی زهکشی، انتگرال هیپسومتریک، سینوسیته جبهه کوهستان و ...) فعال می­باشد که این فعال بودن ناشی از فعالیت­ های گسلی منطقه است. کرمی و همکاران (۱۳۹۲) به بررسی و تحلیل شواهد ژئومورفولوژیک و تکتونیک فعال در حوضه ­های شمالی شهرچای میانه پرداختند. در این تحقیق از شاخص ­های ژئومورفیک استفاده شده است که نتایج تحلیل این شاخص­ ها با استفاده از شاخص Iat نشان می­دهد که ۱/۵۷ درصد حوضه­ های شمالی شهرچای دارای حرکات تکتونکی متوسط، ۶/۲۸ درصد دارای فعالیت تکتونیکی زیاد و ۳/۱۴ درصد دارای فعالیت­های تکتونیکی کم هستند. عابدینی و شبرنگ (1393) به ارزیابی فعالیت­ های نو زمین­ ساخت در حوضه آبخیز مشکین چای پرداختند. در این تحقیق از 10 شاخص ژئومورفولوژیکی استفاده شده است. نتایج ارزیابی شاخص­های ژئومورفولوژی نشان داده است که کل حوضه­ی مورد مطالعه از لحاظ فعالیت­های زمین ساختی پویا است و زیرحوضه­ی مشکین­چای نسبت به زیرحوضه­ های بینوچای و کرکرچای از فعالیت زمین ساختی بیش­تری برخوردار است. جمال­آبادی و همکارام (1395) به بررسی تأثیر تکتونیک در ویژگی­ های کمی شبکه­ های زهکشی در حوضه­ های بار، بقیه و قلعه میدان پرداختند. در این از شاخص­های ژئومورفولوژی استفاده شده است و نتایج تحقیق بیانگر این است که بین شاخص انشعابات حوضه و دیگر شاخص­ ها همبستگی مطلوبی وجود دارد. منصوری و سربازی (1396)، به منظور بررسی وضعیت تکتونیک فعال طاقدیس بانکول پرداختند. در این تحقیق از شاخص­ های مورفوتکتونیک و شواهد ژئومورفولوژیکی استفاده شده است. یافته­ های این پژوهش نشان می­دهند که طاقدیس بانکول دارای وضعیت تکتونیک فعالی است. همچنین، این یافته ­ها گویای تداوم حرکت­ های نئو تکتونیکی و بالاآمدگی در طاقدیس بانکول می­باشند. با توجه به موارد مذکور هدف از تحقیق بررسی وضعیت تکتونیکی زیرحوضه­ های سیروان با استفاده از 8 شاخص Smf، AF، SL، T، P، Hi، S و Bs  می­باشد.

مواد و روش ­ها

- محدوده ­ی مورد مطالعه

محدوده­ ی مطالعاتی شامل حوضه رودخانه سیروان است که از نظر تقسیمات سیاسی در غرب و جنوب استان کردستان و بخش کمی از آن نیز در شمال استان کرمانشاه قرار دارد (شکل 1). این حوضه با وسعت ۸۴۵۶ کیلومترمربع، از زیرحوضه­ های خلیج فارس محسوب می­شود که از نظر ژئومورفولوژی عمدتا شامل واحد کوهستانی می­شود. بخش عمده­ای از منطقه را دامنه­ های پرشیب در برگرفته است و مناطق مسطح آن اغلب به صورت دشت­ های میانی کوهی هستند که در سطح حوضه پراکنده­اند. از نظر اقلیمی نیز دارای زمستان­ های سرد و تابستان­ های تقریبا معتدل است. در این تحقیق حوضه­ ی سیروان به 5 زیرحوضه گاران، شویشه، فشلاق، گاورود و سیروان تقسیم شده است.

 

شکل( 1) نقشه موقعیت حوضه­ ی رودخانه سیروان

- وضعیت زمین­ شناسی حوضه­ ی مورد مطالعه

حوضه­ ی رودخانه سیروان از نظر تقسیمات مورفوتکتونیکی در دو واحد مورفوتکتونیکی

سنندج­ ـ سیرجان و زاگرس مرتفع قرار دارد. در واقع نیمه­ ی جنوبی این حوضه به روند شمال غرب- جنوب شرق جز زاگرس مرتفع محسوب می­شود و بقیه­ ی حوضه که از غرب مریوان شروع می­شود و تا شرق سنندج ادامه پیدا می­کند، جز زون سنندج سیرجان قرار می­گیرد. پهنای زون زاگرس رورانده در حوضه­ ی سیروان در حدود 30 کیلومتر است. پرتگاه­ های بلند جبهه ­ی رورانده، پرتگاه ­های خطّ گسل، پیچیدگی ساختمان چین­ ها و نمای کارستی و خشن از اختصاصات مهم ریخت­ شناسی زاگرس مرتفع است (جباری، 1393). این حوضه با توجه به موقعیت مورفوتکتونیکی که دارد، داری شبکه­ ی متراکمی از گسل­ ها است که مهم­ترین گسل­ های آن دو گسل اصلی زاگرس هستند که به موازات هم کشیده شده­اند و دارای روند شمال غرب ـ جنوب شرق هستند. این گسل­ ها واحدهای سنندج ـ سیرجان از زاگرس مرتفع و زاگرس مرتفع از زاگرس چین خورده را از هم جدا کرده­ اند. در شکل (۲)نقشه­ ی زمین­ شناسی حوضه­ ی رودخانه­ ی سیروان نشان داده شده است که مطابق آن بخش عمده­ای از لیتولوژی منطقه را آهک و شیل در برگرفته است.

 

شکل( ۲) نقشه­ ی زمین­ شناسی حوضه­ ی رودخانه سیروان

در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر تکتونیک بر زیرحوضه­ های، حوضه­ ی سیروان، ابتدا منابع و یافته­ های علمی در زمینه­ ی موضوع پژوهش از طریق بررسی­ های کتابخانه­ ای جمع­ آوری و سپس به منظور ارزیابی زیرحوضه­ های مورد مطالعه از شاخص­ ها و شواهد ژئومورفولوژیک استفاده شده است. داده­ های تحقیق حاضر شامل DEM 30 متر STRM، نقشه­ ی توپوگرافی 1:50000 و نقشه زمین شناسی 1:100000 حوضه­ ی مورد مطالعه می­باشد. به منظور ارزیابی شاخص­ ها و همچنین تهیه­ ی نقشه­ ی خروجی نهایی از نرم­افزار ARCGIS استفاده شده است.

با توجه به اهداف مورد نظر، به منظور بررسی تاثیر تکتونیک در زیرحوضه­ های مورد مطالعه از 8 شاخص، شامل: شاخص پیچ و خم (سینوسی) جبهه کوهستان (Smf)، شاخص عدم تقارن حوضه­ ی زهکشی (AF)، شاخص گرادیان طولی رودخانه (SL)، شاخص تقارن توپوگرافی معکوس (T)، شاخص تراکم سطحی آبراهه (P)، شاخص انتگرال هیپسومتری (Hi)، شاخص سینوسی رودخانه (S) و شاخص شکل حوضه (Bs) استفاده شده است. پس از ارزیابی حوضه بر مبنای شاخص­ های موجود، زیرحوضه­ های مورد مطالعه با استفاده از شاخص Lat مورد ارزیابی قرار گرفته شده است و در نهایت نتیجه نهایی وضعیت فعالیت تکتونیکی هر کدام از زیرحوضه­ ها مشخص شده است.

بحث و نتایج

- بررسی وضعیت تکتونیکی حوضه­ ی مورد مطالعه

 به منظور بررسی وضعیت تکتونیکی حوضه­ ی مورد مطالعه، از 8 شاخص استفاده شده است که در ادامه به تشریح آن­ها پرداخته شده است:

الف) شاخص پیچ و خم (سینوسی) جبهه کوهستان (Smf): این شاخص تعادل بین نیرو­ های فرسایشی و نیروهای تکتونیکی را نشان می­دهد (سیلوا و همکاران[8]، 2003: 207). در این روش با اندازه­ گیری پیچ و خم­ های ایجاد شده توسط آبراهه ­ها در جبهه کوهستان و تقسیم آن بر طول افقی در راستای گسل و جبه ه­ی کوهستان، می­توان وضعیت یک منطقه را از نظر فعال بودن تکتونیکی مشخص نمود (کلر و پینتر[9]، 2002: 138). این شاخص به صورت رابطه­ ی (1) می­باشد:

رابطه ­ی (1)  شاخص Smf            Smf= Lms/Ls

در این رابطه، Smf: شاخص سینوسی جبهه کوهستان، Lmf: طول جبهه­ ی کوهستان در محل تلاقی پایکوه و کوهستان و همچنین Ls: طول خط مستقیم جبهه­ ی کوهستان می­باشد. این شاخص در مناطق مختلف متناسب با وضعیت تکتونیک حاکم بر منطقه متغیر می­باشد. چنانچه این مقدار به عدد یک نزدیک­تر شود، منطقه دارای حرکات تکتونیکی فعال است و جبهه­ ی کوهستان دارای نرخ افزایش می­باشد. در کوهستان­ هایی که مقدار Smf بیش از 3 می­باشد با یک جبهه­ ی کوهستانی به شدت فرسایش یافته مواجه هستیم (ده­بزرگی و همکاران[10]، 2010). در جدول (۱) نتایج محاسبه­ ی شاخص سینوسی جبهه­ ی کوهستان برای زیرحوضه­ های رودخانه­ ی سیروان نشان داده شده است که بر اساس جدول مذکور زیرحوضه­ ی شویشه با میزان Smf 11/1 فعال­ترین زیرحوضه محسوب می­شود. با توجه به کوهستانی بودن حوضه­ ی مورد مطالعه، محاسبه­ ی این شاخص تنها در بخش­ های محدودی امکان­پذیر بوده است که در شکل (۳) نحوه­ ی محاسبه آن نشان داده شده است.

جدول (۱) شاخص Smf زیرحوضه­ های رودخانه­ ی سیروان

زیرحوضه

Lmf (km)

Ls (km)

Smf

سیروان

62/19

30/15

28/1

شویشه

01/17

33/15

11/1

قشلاق

49/7

19/6

21/1

گاران

06/27

28/20

33/1

گاورود

66/10

88/6

54/1

کل حوضه

84/81

98/63

28/1

 

شکل (۳) نحوه­ ی محاسبه­ ی شاخص Smf زیرحوضه­ های رودخانه­ ی سیروان

ب) شاخص عدم تقارن حوضه زهکشی (AF): شاخص عدم تقارن حوضه­ ی زهکشی است تغییرات انحراف عمودی مسیر آبراهه را نشان می­دهد که براساس رابطه­ ی (2) می­باشد:

رابطه­ ی (2) شاخص AF              100 (Ar/At)  AF=

در این رابطه AF: شاخص عدم تقارن حوضه زهکشی، Ar: مساحت ساحل راست حوضه و At: مساحت ساحل چپ حوضه است. این شاخص برای تشخیص وجود کج شدگی در حوضه ­های زهکشی براثر فعالیت­ های تکتونیکی مورد استفاده قرار می­گیرد. در مناطق دارای شرایط تکتونیکی فعال به دلیل تأثیرات توپوگرافی حاصل از فرایش در یک سو و به تبع آن ایجاد فرونشست در سوی دیگر، طول آبراهه­ های فرعی در منطقه یا اطراف بالا آمده بیش­تر از همین طول در سمت مقابل خواهد بود (سلیمانی، 1377). برای رودخانه­ های در حال تعادل که تداوم جریان در حالت ثباتی وجود دارد، AF برابر 50 است که این خود بیانگر وجود تقارن زهکش­ های فرعی نسبت به آبراهه­ های اصلی و در نتیجه، فقدان کج­شدگی براثر بالاآمدگی خواهد بود. مقادیر بیش­تر از 50 بیانگر عمل بالاآمدگی در ساحل راست و کم­تر از 50 بیانگر بالاآمدگی در ساحل چپ آبراهه اصلی است (ده بزرگی و همکاران[11]، 2010). در جدول ۲ مقادیر AF برای زیرحوضه ­های مورد مطالعه محاسبه شده است که مطابق نتایج به دست آمده، ضریب AF برای زیرحوضه­ های قشلاق، گاران و گاورود بیانگر بالاآمدگی در سمت راست و برای زیرحوضه­ های شویشه و سیروان بیانگر بالاآمدگی از سمت چپ است و همچنین این ضریب برای کل حوضه برابر 2/52 می­باشد که این میزان بیانگر حالت تعادل تقریبی کل حوضه است. در شکل (۴) ساحل راست و چپ زیرحوضه­ های رودخانه­ ی سیروان نشان داده شده است.

 

شکل (4) سواحل راست و چپ زیرحوضه ­های رودخانه سیروان

جدول (۲) شاخص AF زیرحوضه­ های رودخانه­ ی سیروان

زیرحوضه

Ar (km2)

At (km2)

AF

سیروان

443

1292

3/34

شویشه

606

1968

8/30

قشلاق

1434

2036

4/70

گاران

758

1204

63

گاورود

1171

1955

9/59

کل حوضه

4413

8456

2/52

ج) شاخص گرادیان طولی رودخانه (SL): شاخص SL یکی از روش­ های اندازه ­گیری تغییرات ناگهانی شیب در مسیر طولی بستر رودخانه است. زیرا جریان آب نسبت به تغییرات به وقوع پیوسته در شیب بستر حساسیت نشان می­دهد (ترونی و دلاستا[12]، 2008). این شاخص بر اساس رابطه­ ی (3) می­باشد:

رابطه­ ی (3)         (ΔH / ΔLr) LCS SL=

در این رابطه، SL: شاخص گرادیان طولی رودخانه، ΔH: اختلاف ارتفاع، ΔLr: طول افقی رودخانه از سرچشمه تا خروجی و LCS طول آبراهه است. در این تحقیق از نرم ­افزار ARCGIS به منظور محاسبه پارامترهای مورد مذکور استفاده شده است. آستانه­ های این شاخص در سه کلاس طبقه­ بندی می ­شود و به این صورت است که مقادیر بیش از 500 دارای تکتونیک فعال، بین 300 تا 500 دارای تکتونیک نسبتا فعال و کم­تر از 300 دارای تکتونیک غیرفعال هستند (ده­بزرگی و همکاران[13]، 2010). در جدول ۳ مقادیر SL زیرحوضه­ های مورد مطالعه نشان داده شده است، که مطابق جدول مذکور، تمامی زیرحوضه­ ها دارای وضعیت فعال هستند و در بین زیرحوضه­ های مورد مطالعه، زیرحوضه ­ی سیروان با 3133 دارای بالاترین میزان SL می­باشد و همچنین میزان SL کل حوضه نیز برابر 3128 می­باشد. در شکل (۵) نیمرخ طولی رودخانه­ های اصلی زیرحوضه­ های رودخانه­ ی سیروان نشان داده شده است.

جدول (۳) شاخص SL زیرحوضه­ های رودخانه­ ی سیروان

زیرحوضه

ΔH(m)

ΔLr(m)

LCS (m)

SL

سیروان

2582

75057

91092

3133

شویشه

1956

78496

97259

2423

قشلاق

1688

83002

97546

1983

گاران

1850

59765

68952

2134

گاورود

1658

71856

86159

1988

کل حوضه

2582

143325

173638

3128

 

 

شکل (۵) نمیرخ طولی رودخانه­ های اصلی زیرحوضه­ های رودخانه سیروان

د) شاخص تقارن توپوگرافی معکوس (T):شاخص تقارن توپوگرافی معکوس نیز یکی دیگر از شاخص­ های مورد استفاده است که بر اساس رابطه­ ی (4) می­باشد:

رابطه­ ی (4)                T: Da/Dd

در این رابطه­­ی T: شاخص تقارن توپوگرافی، Da: فاصله بین خط میانی حوضه تا کمربند مئاندر و Dd: فاصله بین خط میانی حوضه و خط تقسیم آب می­باشد. شاخصT بین 0 تا 1 متغیر می­باشد که این میزان برای حوضه­ های کاملاً متقارن  صفر است و با افزایش عدم تقارن این میزان به 1 نزدیک می­شود (ده­بزرگی و همکاران[14]، 2010). در جدول (۴) نتایج بررسی وضعیت شاخص T در زیرحوضه­ های مورد مطالعه نشان داده شده است که بر اساس نتایج به دست آمده بیش­ترین میزان عدم تقارن با 4/. مربوط به حوضه­ ی شویشه می­باشد و برای کل حوضه نیز حدود 31/. می­باشد که بیانگر نامتقارن بودن حوضه است. در شکل (۶) نحوه­ ی محاسبه شاخص T در زیرحوضه­ های رودخانه سیروان نشان داده شده است.

جدول (۴) شاخص T زیرحوضه­ های رودخانه­ ی سیروان

زیرحوضه

Da (km2)

Dd (km2)

T

سیروان

02/3

19/9

33/.

شویشه

06/6

15/15

4/.

قشلاق

19/4

36/14

29/.

گاران

01/4

28/11

36/.

گاورود

26/3

29/17

19/.

کل حوضه

54/20

27/67

31/.

 

شکل (۶) محاسبه­ ی شاخص T زیرحوضه­ های رودخانه ­ی سیروان

ه) شاخص تراکم سطحی آبراهه (P):این شاخص به منظور بررسی میزان تراکم آبراهه در واحد سطح به کار می­رود که ارتباط مستقیمی با وضعیت تکتونیکی منطقه دارد. برای محاسبه­ ی شاخض P از رابطه­ ی (5) استفاده می­شود:

رابطه ی (5)         P=∑Li/A

در این رابطه P: شاخص تراکم سطحی آبراهه، Li: طول آبراهه و A: مساحت حوضه می­باشد. در این شاخص هرچه ضریب تراکم بیش­تر باشد، بیانگر تکتونیک فعال و حساسیت زیاد سازندها و تشکیلات زمین­ شناسی موجود در حوضه است. همچنین، نشان از جوان بودن و نرسیدن به مرحله­ ی تعادل حوضه­ ی زهکشی دارد (ده بزرگی و همکاران[15]، 2010). در جدول ۵ وضعیت تراکم زیرحوضه­ های رودخانه­ ی سیروان نشان داده شده است که بر اساس نتایج به دست آمده از نظر وضعیت تراکم زیرحوضه­ های مورد مطالعه، تقریباً دارای اختلاف ناچیزی هستند به طوری که بیش­ترین میزان تراکم با 397/. مربوط به زیرحوضه قشلاق و کم­ترین میزان تراکم با 377/. مربوط به زیرحوضه­ ی سیروان می­باشد و میزان تراکم کل حوضه نیز حدود 388/. می­باشد.

جدول (۵) شاخص P زیرحوضه ­های رودخانه­ ی سیروان

زیرحوضه

∑Li(km)

A (km2)

P

سیروان

488

1292

377/.

شویشه

769

1968

390/.

قشلاق

810

2036

397/.

گاران

462

1204

383/.

گاورود

752

1955

384/.

کل حوضه

3281

8456

388/.

و) شاخص انتگرال هیپسومتری (Hi):شاخص انتگرال هیپسومتری بیانگری مساحت زیر منحنی هیپسومتریک است (رودیگر و همکاران[16]، 2009: 206). انتگرال هیپسومتریک بر اساس رابطه­ ی (6) می­باشد:

رابطه­ ی (6)   Hi=Hmean-Hmin/Hmax-Hmin

در این رابطه Hi: شاخص انتگرال هیپسومتری، Hmean: ارتفاع میانگین حوضه، Hmin: حداقل ارتفاع حوضه و Hmax: حداکثر ارتفاع حوضه می­باشد. در این رابطه در صورتی که میزان Hi بیش­تر از 5/. باشد، بیانگر بالاآمدگی و شکل­ گیری توپوگرافی جدید است. در صورتی که میزان Hi بین 5/. تا 4/. باشد، بیانگر وضعیت زمین­ ساختی نسبتاً فعال است و همچنین در صورتی که میزان Hi از 4/. کم­تر باشد، بیانگر حوضه­ های پست با فعالیت­ های زمین­ ساختی کم است (ده­بزرگی و همکاران، 2010: 333). در جدول (۶) نتایج محاسبه­ ی شاخص Hi برای زیرحوضه­ های رودخانه­ ی سیروان نشان داده شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، زیرحوضه­ ی شویشه با 420/. و زیرحوضه­ ی گاران با 309/. دارای بالاترین و پایین­ترین میزان Hi هستند و همچنین این میزان برای کل حوضه برابر با 415/. می­باشد.

جدول (۶) شاخص Hi زیرحوضه ­های رودخانه­ ی سیروان

زیرحوضه

Hmean (m)

Hmin (m)

Hmax (m)

Hi

سیروان

1812

752

3334

410/.

شویشه

1874

1052

3008

420/.

قشلاق

1873

1247

2935

371/.

گاران

1621

1049

2899

309/.

گاورود

1853

1253

2905

363/.

کل حوضه

1823

752

3334

415/.

ز) شاخص سینوسی رودخانه (S): تغییرات سینوسی رودخانه­ ها، به طور معمول ناشی از بالاآمدگی و فرونشست­ هایی است که در بستر روی می­دهد (کلر و پینتر، 1996: 155). برای برآورد این شاخص از رابطه 7 استفاده می­شود:

رابطه­ ی (7) شاخص   S       S=La/Ls

در این رابطه، S: شاخص سینوسی رودخانه، La: شاخص طول رودخانه، Ls: طول مستقیم دره است. هر چقدر میزان S به 1 نزدیک­تر باشد بیانگر این است که حوضه از نظر تکتونیکی فعال­تر است. نتایج ارزیابی شاخص S برای زیرحوضه­ های رودخانه­ی سیروان در جدول (۷) نشان داده شده است که نتایج بدست آمده بیانگر این است که زیرحوضه قشلاق با ضریب 31/1 دارای کم­ترین ضریب و در نتیجه فعال­ ترین زیرحوضه از نظر این شاخص است و همچنین میزان ضریب S برای کل حوضه نیز برابر با 76/1 می­باشد.

ح) شاخص شکل حوضه (Bs): این شاخص براساس وضعیت شکل حوضه می­باشد و با استفاده از رابطه­ ی (8) محاسبه می­شود:

Bs)         Bs=Bi/Bw رابطه­ ی (8) شاخص

جدول (۷) شاخص S زیرحوضه­ های رودخانه­ ی سیروان

زیرحوضه

La (km)

Ls (km)

S

سیروان

91

59

54/1

شویشه

97

51

9/1

قشلاق

98

75

31/1

گاران

68

49

39/1

گاورود

86

63

36/1

کل حوضه

173

98

76/1

در این رابطه، Bs: شاخص شکل حوضه، Bi:: طول حوضه و Bw: عرض حوضه در عریض­ ترین بخش آن است. مقادیر بزرگ این شاخص مربوط به حوضه­ های کشیده در نواحی فعال زمین­ ساختی است درحالی که مقادیر کوچک در حوضه­ های دایره ای شکل، نواحی غیرفعال را نشان می­دهند (گورابی و امامی، 1396). در واقع، در صورتی که مقادیر این شاخص از 4 بیش­تر باشد، بیانگر حوضه­ های طولی با زمین ساخت فعال است. در صورتی که بین 3 تا 4 باشد، بیانگر حوضه ­های با فعالیت زمین ساختی متوسط است و در صورتی که میزان Bs کم­تر از 3 باشد، بیانگر دایره ­ای بودن و فعالیت زمین­ ساختی کم حوضه است (ده بزرگی و همکاران، 2010: 335). در جدول (۸) نتایج ارزیابی شاخص Bs برای زیرحوضه­ های رودخانه­ ی سیروان نشان داده شده است که مطابق نتایج به دست آمده هیچ­کدام از زیرحوضه­ ها از نظر این شاخص، فعال نیستند. همچنین این شاخص برای کل حوضه نیز ۶۷/۱ می­باشد.

جدول (۸) شاخص Bs زیرحوضه ­های رودخانه­ ی سیروان

زیرحوضه

Bi (km)

Bw (km)

Bs

سیروان

68

36

89/1

شویشه

56

43

3/1

قشلاق

77

36

14/2

گاران

52

34

53/1

گاورود

66

42

57/1

کل حوضه

۸/۶۳

۲/۳۸

۶۷/۱

- نتایج وطبقه­ بندی نسبی فعالیت تکتونیکی در زیر حوضه­ های مورد مطالعه: در این تحقیق به منظور بررسی وضعیت تکتونیکی زیرحوضه های مطالعاتی از 8 شاخص استفاده شده است. پس از ارزیابی وضعیت تکتونیکی زیرحوضه­ ها از نظر تمامی شاخص­ ها، به منظور طبقه­ بندی حوضه­ ها از نظر فعالیت تکتونیکی، از شاخص ارزیابی نسبی فعالیت­ های تکتونیکی (Lat‌) استفاده شده است. در این شاخص زیرحوضه­ ها از نظر فعالیت تکتونیکی به ۳ کلاس تقسیم می­شوند که کلاسه بندی بر اساس جدول (۹) صورت گرفته است.

جدول (۹) مبنای کلاسه­ بندی زیرحوضه از نظر فعالیت تکتونیکی (همدونی و همکاران، ۲۰۰۸)

شاخص

کلاس ۱

کلاس ۲

کلاس ۳

Smf

کم­تر از ۱/۱

۵/۱-۱/۱

بیش­تر از ۵/۱

AF

AF-50 > 15

AF-50 : 7-15

AF-50 < 7

SL

بیش­تر از ۵۰۰

۵۰۰ - ۳۰۰

کم­تر از ۳۰۰

T

۶۶/.-۱

۶۶/. - ۳۳/.

۳۳/.-۰

P

بیش­تر از ۶/.

۶/. - ۵/.

کم­تر از ۵/.

Hi

بیش­تر از ۵/.

۵/. - ۴/.

کم­تر از ۴/۰

S

۵/­۱ - ۱

۲ - ۵/۱

بیش­تر از ۲

Bs

بیش­تر از ۴

۴ - ۳

کم­تر از ۳

شاخص Lat به وسیله میانگین کلاس ­های مختلف شاخص­ های ژئومورفیک به دست می­آید. در جدول (۱۰) نتایج حاصل از شاخص Lat‌ برای زیرحوضه­ های مطالعاتی به دست آمده است و بر اساس این شاخص، زیرحوضه­ هایی که مقادیر میانگین کلاس­ های آن کم­تر از ۵/۱ باشد دارای فعالیت تکتونیکی شدید، در صورتی که این مقدار بین ۵/۱ تا ۲ باشد دارای فعالیت تکتونیکی زیاد، در صورتی که این مقدار بین ۲ تا ۵/۲ باشد دارای فعالیت تکتونیکی متوسط و در صورتی که این مقدار بیش از ۵/۲ باشد دارای فعالیت تکتونیکی کم می­باشد. در جدول (۱۰) وضعیت تکتونیکی زیرحوضه­ های بر اساس شاخص Lat‌ نشان داده شده است.

جدول (۱۰) وضعیت تکتونیکی زیرحوضه­ های بر اساس شاخص Lat

نام حوضه

شاخص

میانگین

وضعیت­­تکتونیکی

Smf

AF

SL

T

p

Hi

S

Bs

 

 

سیروان

۲

۱

۱

۳

۳

۲

۲

۳

۱۲۵/۲

متوسط

شویشه

۲

۱

۱

۲

۳

۲

۲

۳

۲

زیاد

قشلاق

۲

۱

۱

۳

۳

۳

۱

۳

۱۲۵/۲

متوسط

گاران

۲

۲

۱

۲

۳

۳

۱

۳

۱۲۵/۲

متوسط

گاورود

۳

۲

۱

۳

۳

۳

۱

۳

۳۷۵/۲

متوسط

کل حوضه

۲

۳

۱

۳

۳

۲

۲

۳

۳۷۵/۲

متوسط

نتیجه­ گیری

در این تحقیق با توجه به اهداف مدنظر، از شاخص­ های ژئومورفیک برای بررسی وضعیت تکتونیکی زیرحوضه­ های مورد مطالعه استفاده شده است. نتایج حاصل از ارزیابی­ ها در زیرحوضه­ های مختلف متفاوت بوده است، به طوری که از نظر شاخص Smf (بیانگر میزان غلبه تکتونیک و فرسایش در منطقه است) در بین زیرحوضه­ های مورد مطالعه، زیرحوضه شویشه با میزان Smf  11/1 فعال­ترین زیرحوضه محسوب می­شود. از نظر شاخص AF (تشخیص وجود کج شدگی در حوضه­ های زهکشی براثر فعالیت­های تکتونیکی) در بین زیرحوضه­ های مورد مطالعه، زیرحوضه قشلاق با ضریب 4/70 دارای بالاترین کج­شدگی و به سمت راست است. نتایج حاصل از ارزیابی شاخص SL (تغییرات ناگهانی شیب رودخانه) نیز بیانگر این است که زیرحوضه سیروان با SL برابر 3133، فعال ­ترین زیرحوضه از نظر این شاخص محسوب می­شود. ارزیابی شاخص T (شاخص تقارن توپوگرافی معکوس) بیانگر این است که از نظر این شاخص، حوضه شویشه با ضریب 4/. دارای بیش­ترین میزان عدم تقارن است. ارزیابی شاخص P (تراکم سطحی آبراهه) بیانگر این است که بیش­ترین میزان تراکم با 397/. مربوط به زیرحوضه قشلاق است و بر این اساس از نظر این شاخص، زیرحوضه قشلاق، فعال­ترین زیرحوضه محسوب می­شود. بر اساس شاخص Hi (انتگرال هیپسومتری) زیر حوضه شویشه با ضریب 420/. به عنوان فعال­ترین زیرحوضه محسوب می­شود. از نظر شاخص S (سینوسی رودخانه) زیرحوضه­ ی قشلاق با ضریب 31/1 دارای کم­ترین ضریب و در نتیجه فعال­ ترین زیرحوضه از نظر این شاخص است. همچنین از نظر شاخص Bs (شکل حوضه) حوضه­ ی قشلاق با ضریب 14/2 به عنوان طولی­ ترین و فعال­ترین زیرحوضه از نظر این شاخص مـحسوب مـی­شود. پس از ارزیابی حوضه بر مبنای شاخـص ­های موجود، بـه منظور طبقه­ بندی حوضه­ ها از نظر فعالیت تکتونیکی، از شاخص ارزیابی نسبی فعالیت ­های تکتونیکی (Lat‌) استفاده شده است که نتایج حاصله از این شاخص بیانگر این است که در بین زیرحوضه­ های مطالعاتی، زیرحوضه شویشه با میانگین کلاس ۲، دارای وضعیت فعال­تری نسبت به سایر زیرحوضه­ ها می­باشد. با توجه به اهمیت فعالیت­های تکتونیکی و تأثیرگذاری آن بر زیرساخت­ های مختلف، لازم است تا در انجام هرگونه برنامه­ ریزی عمرانی، آمایش سرزمین و مدیریت محیط به وضعیت فعالیت تکتونیکی زیرحوضه­ هایی که دارای بالاین فعالیت هستند توجه شود تا ضمن پرهیز از هرگونه اعمال مخاطره­­ آمیز، بتوان در راستای استفاده بهینه از منابع طبیعی و کاهش اثرات سوء هرگونه برنامه ­ریزی گام برداشت.

 

 



[1]- Ramirez- Herrera

[2]- Troiani &  Della Seta

[3]- Anoop et al.,

[4]- Giaconia et al.,

[5]- Viveena et al.,

[6]- Sharma et al.,

[7]- Sheer Khadd

[8]- Silva et al.,

[9]- Keller & Pinter

[10]- Deh Bozorgi et al.,

[11]- Deh Bozorgi et al.,

[12]- Troiani & Della Seta

[13]- Deh Bozorgi et al.,

[14]- Deh Bozorgi et al.,

[15]- Deh Bozorgi et al.,

[16]- Rudiger et al.,

 

References
-Abedini, Mousa, Shabrang, Shenou (2014), Evaluation of Neoconal Construction Activities in Meshkin Chai Watershed by Geomorphologic Indicators, Geography and Development Magazine, No. 35, pp.66-49.
-Anoop, A., Prasad, S., Basavaiah, N., Brauer, A., Shahzad, F., & Deenadayalan, K. (2012), Tectonic versus climate influence on landscape evolution: a case study from the upper Spiti valley, NW Himalaya. Geomorphology, No. 145, pp.32-44.
-Dehbozorgi, M., Pourkermani, M., Arian, M., Matkan, A.A., Motamedi, H., & Hosseiniasl, A. (2010), Quantitative analysis of relative tectonic activity in the Sarvestan area, central Zagros, Iran. Geomorphology, No.121, Vol.(3-4), pp.329-341.
-Esmaili, R.; Motavli, S. Sadin, H. Hosseinzadeh, M. Mohammad Mahdi (2012), Investigating the Effects of Morphotectonics on the Profile of the Waz River, Northern Alborz, Mazandaran Province, Quantitative Geomorphology Researches, No. 3, pp.11-101.
-Giaconia, F., Booth-Rea, G., Martínez-Martínez, J. M., Azañón, J. M., Pérez-Peña, J. V., Pérez-Romero, J., & Villegas, I. (2012), Geomorphic evidence of active tectonics in the Sierra Alhamilla (eastern Betics, SE Spain), Geomorphology, 145, pp.90-106.
-Goorabi, Abolghasem; Emami, Kamyar (2017), Neonate effects on morphological changes in drainage basins of Makran coast, Southeast Iran, Quantitative Geomorphology Researches, 2008, No. 6, pp.89-74.
-Goorabi, Abolghasem; Nohahar, Ahmad (2007), Geomorphologic evidence of Active Tectonics in the watershed of Darek, Natural Geography Researches, No.60, pp.196-166.
-Jabbari, Iraj (2014), The role of geological and geophysicistic features in the pollution of the Sirvan River, Journal of Geography and Environmental Sustainability, No. 12, pp. 42-27.
-Jamal-Abadi, Javad, Zanganeh Asadi, Mohammad Ali, Fatehi, Zahra, Survival Robat, Maryam (2016), Investigating the Effect of Tectonics on the Quantitative Characteristics of Drainage Networks (Case Study: Bar, Baqi and Castle Square in the Domain Binalood Mountain Range), Quantitative Georphology Researches, Vol. 4, No. 4, pp.87-103.
-Karami, Fariba, Bayati Khatibi, Maryam, Nikjou, Mohammad Reza, Mokhtari, Davood (2013), Investigation and Analysis of Geomorphologic Evidences and Active Tectonics in the Northern Basin of Shahri Chayi Mianeh, Journal of Geographic Space Research, Vol. 13, No. 42, Pp. 53-33.
-Keller, E.A. and Pinter, N. (2002), Active tectonics: Earthquakes, Uplift and Landscape (second edition): Englewood Cliffs, New Jersey, Prentice Hall, P.362.
-Mansoori, Reza; Sarabazi, Zahra (2017), Investigating the Status of Active Tectonics of the Antarctic Quadrangle of Bangulo in Zagros China-Eaten (Using Morphotectonic Indicators and Geomorphologic Evidences, Journal of Natural Geography, Vol. 10, No. 37, pp.142- 125.
-Roostaei, Shahram, Rajabi, Masoumeh, Salmandar, Nasrin (2015), The study of the role of factors affecting the evolution of geomorphologic conic and substrate of Skochaei basin, Hydroromyorphology Journal, No. 2, pp.60-41.
-Ramirez- Herrera, M.T. (1998), Geomorphic assessment of active tectonics in the Acambay graben, Mexican Volcanic belt, Earth surface processes and land forms, Vol.23, PP.317-322.
-Ruszkiczay-Rüdiger, Z., Fodor, L., Horváth, E., & Telbisz, T. (2009), Discrimination of fluvial, eolian and neotectonic features in a low hilly landscape: A DEM-based morphotectonic analysis in the Central Pannonian Basin, Hungary, Geomorphology, No. 104, Vol. (3-4), pp.203-217.
-Sharma, A., Singh, P., & Rai, P.K. (2018), Morphotectonic analysis of Sheer Khadd River basin using geo-spatial tools, Spatial Information Research, Vol. 26, No. 4, pp.405-414.
-Silva, P.G., Goy, J.L., Zazo, C., & Bardajı, T. (2003), Fault-generated mountain fronts in southeast Spain: geomorphologic assessment of tectonic and seismic activity, Geomorphology, Vol. 50, Np.1-3, pp.203-225.
-Suleimani, Shahriar (1998), Guidelines for the identification of active and young tectonic movements (with an attitude on the preconditions of paleontology), Seismological Institute and Earthquake Engineering Institute, First edition, Tehran.
-Troiani, F., & Della Seta, M. (2008), The use of the Stream Length–Gradient index in morphotectonic analysis of small catchments: A case study from Central Italy, Geomorphology, Vol.102, No.1, pp.159-168.
-Viveen, W., Schoorl, J.M., Veldkamp, A., Van Balen, R.T., Desprat, S., & Vidal-Romani, J.R. (2013), Reconstructing the interacting effects of base level, climate, and tectonic uplift in the lower Miño River terrace record: a gradient modelling evaluation, Geomorphology, No. 186, pp.96-118.