Determining Effects of Structural Stability and Erodibility on Runoff and Sediment Production in Different Geological Formations of QarahShiran Ardabil Watershed

Asgari Hasanakloo, Ebrahim and Esmali Ouri, Abazar and Mostafazadeh, Raoof and Ahmadzadeh, Gholamreza (2018) Determining Effects of Structural Stability and Erodibility on Runoff and Sediment Production in Different Geological Formations of QarahShiran Ardabil Watershed. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img]
Preview
Text (تعیین اثرات فرسایش‌پذیری و پایداری خاکدانه‌ها بر تولید رواناب و رسوب در سازندهای مختلف زمین‌شناسی در حوزه آبخیز قره‌شیران اردبیل)
Ebrahim Asgari Hasanakloo.pdf

Download (520kB) | Preview
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Soils formed on different rock base has some different characteristics in terms of runoff and sediment production based on the source minerals, structure of rocks, differences in their physical, chemical and mineralogical characteristics. In the same way, geological formations have different nature based on differences in texture, composition, resistance and sensitivity to erosion and sediment production, and the erodibility of various types of rocky and sedimentary units and the quantitative and qualitative characteristics of petrography and their physical and chemical properties. Different methods exist for measuring the amount of erosion, sediment and runoff produced in different formations, and the most common method is the use of a rainfall simulator. The characteristics of geologic formations and investigating the resistance of rock units to erosion are important in erosion and sediment and soil conservation studies. Considering the importance of this issue, in this study, the effects of structural stability and erodibility on runoff and sediment production in different geological formations of QarahShiran watershed in Ardabil province were studied using a rainfall simulator. In this research, the geologic formations with the same resistance coefficient to erosion were combined and then the sampling was done for runoff and sediment recording using a rainfall simulator and the soil samples were taken from 45 sampling points. Then the amount of runoff and sediment and parameters related to soil erodibility factor (K) were determined through laboratory experiments. The variations in runoff values in the samples range from 0 to 15.04 liters, sedimentation from 0 to 4.26 grams per liter, runoff threshold of 0 to 14 minutes, organic matter 1.91 to 5.28 percent, and the amount of erodibility (K) between 0.12 to 0.25 t ha h ha-1 MJ-1 mm-1. For comparison of geological formations in terms of erodibility, runoff, runoff threshold and sediment content, the One-way analysis of variance test was used. The results showed that there was no significant difference between geological formations of the study area in terms of erosion, runoff and sediment, but the differences of runoff threshold of geological formations were significant at 0.05 level. The results of the variations in the erodibility factor at the level of the area showed that the highest amount of this factor is related to the central and middle part of the study area, and the smallest values are related to the upstream or south and southeast parts of the watershed. The variations in the runoff threshold variablity had the lowest values in the upstream (southern part) of the study area and increases with an increaing trend in the geological formations of the lower (northern parts) of the QarahShiran watershed. The runoff values in the upstream formations of the field are high and decrease in the lowest parts of the watershed. The amount of sediment in the upper reaches of the watershed is lower but in the outlet and downstream of the watershed had the highest amount.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: تعیین اثرات فرسایش‌پذیری و پایداری خاکدانه‌ها بر تولید رواناب و رسوب در سازندهای مختلف زمین‌شناسی در حوزه آبخیز قره‌شیران اردبیل
Persian Abstract: خاک‌هایی که روی سنگ بسترهای متفاوت تشکیل می‌شوند به‌دلیل اختلاف در کانی‌های موجود در ساختار سنگ‌ها، تفاوت در مشخصات فیزیکی، شیمیایی و کانی‌شناسی آن‌ها تاثیر متفاوتی بر روی تولید رواناب و رسوب دارند. به‌همین ترتیب نوع سازندهای زمین‌شناسی نیز بر اساس تفاوت در بافت، ترکیب، مقاومت و حساسیت در برابر فرسایش و تولید رسوب متفاوتی دارند و فرسایش‌پذیری انواع واحدهای سنگی و رسوبی مبتنی بر خصوصیات کمی و کیفی سنگ‌شناسی و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن‌ها می‌باشد. روش‌های مختلفی برای بررسی میزان فرسایش، رسوب و رواناب تولیدی در سازندهای مختلف وجود دارد و متداول‌ترین روش، استفاده از دستگاه شبیه‌ساز باران می‌باشد. ویژگی‌های سنگ‌شناسی حوزه آبخیز و بررسی مقاومت واحدهای سنگی نسبت به فرسایش در مطالعات فرسایش و رسوب و حفاظت خاک از اهمیت زیادی برخوردار است. با توجه به اهمیت این موضوع، در تحقیق حاضر به بررسی اثرات فرسایش‌پذیری و پایداری خاکدانه‌ها بر روی تولید رواناب و رسوب در سازندهای زمین‌شناسی حوزه آبخیز قره‌شیران با استفاده از دستگاه شبیه‌ساز باران پرداخته شد. در این پژوهش پس از تلفیق سازندهای با ضریب مقاومت در برابر فرسایش مشابه اقدام به نمونه‌برداری رواناب و رسوب با استفاده از دستگاه باران‌ساز و خاک به تعداد 45 نمونه نموده، سپس مقدار رواناب و رسوب و پارامترهای مربوط به عامل فرسایش‌پذیری خاک (K) در آزمایشگاه تعیین گردید. تغییرات مقادیر رواناب در نمونه‌ها در دامنه 0 تا 04/15 لیتر، رسوب 0 تا 26/4 گرم بر لیتر، آستانه شروع رواناب 0 تا 14 دقیقه، ماده آلی 91/1 تا 28/5 درصد و مقدار عامل فرسایش‌پذیری (K) نیز بین 12/0 تا t ha h ha-1 MJ-1 mm-1 25/0 می‌باشد. برای مقایسه سازندهای زمین‌شناسی از نظر فرسایش‌پذیری، میزان رواناب، آستانه شروع رواناب و مقدار رسوب از آنالیز واریانس یک‌طرفه استفاده گردید که نتایج نشان داد بین سازندهای زمین‌شناسی این حوزه آبخیز از نظر فرسایش‌پذیری، مقدار رواناب و رسوب اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد اما از نظر آستانه شروع رواناب این سازندها در سطح 05/0 دارای تفاوت معنی‌داری بودند. نتایج تغییرات عامل فرسایش‌پذیری در سطح حوزه نشان داد که بیش‌ترین مقدار این عامل مربوط به سازندهای بخش میانی و مرکزی و کم‌ترین مقدار آن نیز مربوط به سازندهای بخش‌های بالادست یا جنوبی و جنوب شرقی این حوزه آبخیز می‌باشد. این تغییرات در متغیر آستانه شروع رواناب در سازندهای بالادست (بخش جنوبی) حوزه آبخیز کم‌ترین مقدار و در سازندهای زمین‌شناسی بخش‌های پایین‌دست یا شمالی بیش‌ترین مقدار را دارد و از بخش بالادست حوزه آبخیز به سمت بخش‌های پایین‌دست آستانه شروع رواناب در سازندهای زمین‌شناسی افزایش می‌یابد. مقدار رواناب نیز در سازندهای بالادست حوزه بیش‌ترین مقدار و در سازندهای بخش‌های پایین‌دست کم‌ترین مقدار می‌باشد. مقدار رسوب در بالادست حوزه آبخیز مقدار کم‌تر ولی در بخش خروجی و پایین‌دست حوزه آبخیز بیش‌ترین مقدار را دارد یعنی از بخش بالادست به سمت خروجی حوزه آبخیز بر مقدار رسوب تولیدی در سازندها افزوده می‌شود.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Esmali Ouri, AbazarUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Mostafazadeh, RaoofUNSPECIFIED
Ahmadzadeh, GholamrezaUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Date Deposited: 24 Sep 2018 20:13
Last Modified: 13 Oct 2018 19:26
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/50

Actions (login required)

View Item View Item