نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
2 عضو هیئت علمی دانشکدة علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
3 عضو هیئت علمی، دانشکدة جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
4 استادیار، دانشکدة جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Several factors affect the rate of annual sediment basin. Components of the basin and drainage network have a very important role in river sedimentation rate. This study calculated morphometric parameters of basin such as: area (A), the perimeter (P), the ratio of a circle (Re), elongation ratio (Rf), mean height (H), mean slope (S), drainage density (Dd), drainage frequency (Df) along the channels (BL), fault density (DF), the percentage of Quaternary formations (PQ), bifurcation ratio (Rb), the number of hierarchical anomaly (Ha), hierarchical anomaly index (Δ a), density hierarchical anomaly (ga) in the 17 Basins in the North east of Iran. Then, the annual sedimentation rate of the basins (t / y per square kilometer) and the annual sediment suspended (ss) of each station were determined by multivariate statistical methods and using discharge and sediment data Khorasan Razavi regional water authority. Then the annual sedimentation rate of the basins (tons per year per square kilometer) was calculated. Finally, linear regression and correlation coefficients were evaluated among the components of the basin and the rate of annual sediment. The results of the research show that the highest annual sedimentation rates are in the Torghabeh and Radekan basins, respectively, with 1533.1, 1437.1 tons / km2. The lowest annual sedimentation rate is in Yangaje and Bar watersheds with 224.1, 462.3tons / km2 per year. According to the calculations of P, Ga, A, L, Ha, Δa, and Re indexes, with the values of 0.301, 0.249 0.232 and 0.230, respectively, have the most correlation with the annual sedimentation rate. In addition, there is a relatively weak correlation between PQ, S, Dd, Rb and annual sedimentation rates. In the case of other parameters, there is no correlation with the annual rate of sedimentation of the basins. The analysis indicated that annual precipitation rates are not entirely affected by morphometric factors in research basins. Factors such as intensity and duration of precipitation, soil type, land use and vegetation in estimating the annual sedimentation rate of the basins should be considered to achieve more accurate results.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
مفهوم «آلومتری» که به‌تازگی در علوم زمین به‌ویژه ژئومورفولوژی وارد شده است، تعیین‌کنندة ارتباط و میزان تأثیر متغیرها بر یکدیگر در درون یک سیستم است (نورمحمدی، 1385: 9). به‌طورکلی تغییرات و رشد نسبی دو مؤلفة تأثیرگذار بر یکدیگر را در یک سیستم «آلومتری» گویند (Bull, 1975: 223). براساس تغییرات نسبی متغیرها در دورة تکامل تدریجی یک سیستم، روابط آلومتری بین تک‌تک متغیرها با یکدیگر و نیز با سایر مجموعه متغیرها به کار برده می‌شود (صادقی و همکاران، 1388: 39؛ مختاری، 1391: 3).
حوضه‌های آبخیز ازنظر سیستمی اجزای به‌هم‌پیوسته‌ای دارند که با یکدیگر در ارتباط‌اند و سیستم را به سمت پایداری و تکامل هدایت می‌کنند. حوضه‌های آبریز، واحدی است که استقلال و همگرایی در آن حاکم و به‌منزلة بستر فرایندهای درونی و بیرونی، میدان کار بسیاری از پژوهشگران و دانشمندان علوم زمین است (chorly, 1969: 85).
شاخص‌های مورفومتری تأثیرگذار در میزان رسوب سالیانه به چند دسته تقسیم می‌شوند: شاخص‌های مربوط به فرم حوضه‌ها مانند مساحت، محیط، ضریب گردآوری و نسبت کشیدگی؛ شاخص‌های مربوط به شبکة زهکشی مانند طول آبراهه، تراکم زهکشی و ضریب انشعابات؛ شاخص تحلیل سلسله‌مراتبی و دستة آخر شاخص‌های مربوط به لیتولوژی حوضه‌ها شامل گسیختگی‌ها و جنس سازندهای زمین‌شناسی.
تحلیل شاخص‌های کمّی حوضة آبریز، ابزاری بسیار قوی برای تحلیل فرایندهای ژئومورفولوژیکی است. فرسایش و تولید رسوب، عوامل مهمی به شمار می‌روند؛ با تشدید فرسایش در بالادست حوضه، بیشتر سدها توانایی خود را برای ذخیرة آب طی 25-30 سال از دست می‌دهند (رنگزن و همکاران، 1387: 123). از دیدگاه زیست‌محیطی نقش رسوبات معلق در انتقال مواد غذایی، سموم و سایر آلاینده‌ها نیز مهم است؛ با این حال مسئلة فرسایش و رسوب در کشور ایران، معضلی اساسی شناخته می‌شود و تمامی سازمان‌های ذی‌ربط سعی در کاهش فرسایش و کنترل بار رسوبی رودخانه‌ها دارند. بررسی‌های انجام‌شده در کشور ما نشان می‌دهد از سال 1330 تا 1378 فرسایش خاک رشدی حدود 450درصدی داشته است که از فاجعه‌ای بزرگ در سرزمین ما خبر می‌دهد (احمدی، 1386: 233).
بار رسوبی عبارت است از کل رسوب خروجی از یک حوضه که مقدار آن در نقطه‌ای مرجع و در دورة زمانی خاص امکان اندازه‌گیری داشته باشد (Vanoni, 1975: 27). برآورد تولید رسوب کل (مجموع بار بستر و بار معلق) غیرممکن است (حکیم‌خانی و عرب‌خدری، 1385: 223) و از سوی دیگر در بیشتر حوضه‌ها بار معلق قسمت عمدة بار کل را تشکیل می‌دهد. بار بستر عمدتاً از فرسایش رودخانه‌ای ناشی می‌شود؛ بر این اساس تولید رسوب معلق در ارتباط نزدیک با فرسایش خاک قرار دارد (Vanoni, 1975: 27).
در کشور ایران اندازه‌گیری بار معلق رودخانه‌ها براساس برنامه‌ای منظم از سال 1343 آغاز شده است؛ به‌نحوی‌که در سال 1375 تعداد 715 ایستگاه وجود داشته و این میزان در سال 1385 به 1976 ایستگاه رسیده است (سازمان آب منطقه‌ای خراسان رضوی، 1387: 8). بدیهی است میزان رسوب رودخانه‌ها در مناطق خشک و نیمه‌خشک با توجه به ویژگی‌های فرسایشی حوضه‌های بالادست بسیار زیاد است (رنگزن و همکاران، 1387: 124). در حالت کلی فرسایش خاک به ارتفاع، ساختمان خاک، آب، پوشش گیاهی و شرایط اقلیمی بستگی دارد؛ اما ویژگی‌های ژئومورفومتری حوضه، کاربری اراضی و شکل و تراکم شبکة زهکشی نیز در میزان رسوب فرسایش حوضه‌ها تعیین‌کننده است (Walling, 1994: 40). عوامل هیدرومورفومتری حوضة آبریز از مهم‌ترین عواملی است که بر میزان بار رسوبی رودخانه‌ها تأثیر می‌گذارد (2002: 482 Brandon, & Montgomery). حوضه‌های آبریز شمال شرق کشور با اقلیم خشک و نیمه‌خشک دبی رسوبی زیادی دارند.
پیشینة پژوهش
با توجه به نیاز آبی دشت‌های پایین‌دست برای ایجاد سازه‌های هیدرولیکی، بحث فرسایش و رسوب همواره یکی از دغدغه‌های مهندسان و متولیان مدیریت آب کشور بوده است. در این زمینه مطالعات گسترده‌ای در سراسر جهان انجام شده است؛ مطالعاتی مربوط به ویژگی‌های کمّی حوضة آبریز و تأثیر آنها در فرایندهای ژئومورفولوژیکی ازقبیل تکتونیک (Hurtrez et all, 1999; keller, 1986; Montgomery, 2002)، سیل‌خیزی (Alexander, 1972; Gupta and Waymire, 1980; Harlin, 1984) و فرسایش رسوب (Strahler, 1957; Harrison, 2000; Montgomery, 2002 1962; ,Langbein & Leopold).
لئوپولد و لانگبین[1](1962) رابطة بین بارش مؤثر و محصول رسوبی را بررسی کرده‌اند.
لئوپولد و ولمن[2] (1957) رابطة شیب، دبی و فرم رودخانه را مطالعه کرده‌اند.
سارش و همکاران[3] (2004) در پژوهشی با هدف اولویت‌بندی زیرحوضه‌های یک حوضة آبخیز، ویژگی‌های مورفومتری زیرحوضه‌ها را با توجه به میزان رسوب آنها ارزیابی و برای نتیجه‌گیری، رابطة مساحت حوضه و نوع سازند حوضه را خطی مثبت تعیین کرده‌اند.
آکسوی و کاواس[4] (2005) تک‌تک روش‌های مرسوم ارزیابی میزان رسوب را بررسی کرده‌اند و درنتیجه ویژگی‌های مورفومتری حوضة آبریز و به‌ویژه ویژگی‌های دامنه و توپوگرافی را در میزان رسوب در حوضه‌ها تعیین‌کننده دانسته‌اند.
رسترپو و همکاران[5] (2006) عوامل کنترل‌کنندة رسوب را در حوضة زهکشی مگدونلا واقع در کلمبیا بررسی و با محاسبة ویژگی‌های مورفومتری زیرحوضه‌ها، آنها را براساس میزان رسوب‌دهی اولویت‌بندی کرده‌اند.
دیبیاس و همکاران[6] (2010) نقش فرم چشم‌انداز را در میزان رسوب سالیانه با استفاده از روش‌های مورفومتری و [7]10Bارزیابی کرده‌اند.
ژانگ و همکاران[8] (2015) با ایجاد ارتباط بین مشخصات ژئومورفومتریک و میزان رسوب در فلات لویس چین و با استفاده از روش PLSR دریافتند شکل حوضه و ضریب Relif، از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار بر میزان رسوب‌اند.
تیستا و همکاران[9] (2016) عواملی چون بارش، روان‌آب و نقش آنها را در میزان رسوب در حوضة زهکشی سالادا[10] در کوه‌های آلپ بررسی و با ارزیابی ویژگی‌های کمّی حوضة آبریز، نقش این دو عامل را در افزایش میزان رسوب بسیار مؤثر معرفی کرده‌اند.
در ایران تاکنون مطالعة جامع و کاملی در این زمینه صورت نگرفته است؛ به‌جز مطالعات حکیم‌خانی و عرب‌خدری (1385) که ویژگی‌های مورفومتری حوضه‌های دریاچة ارومیه را بررسی و تأثیر آنها را بر میزان رسوب معلق سالیانه ارزیابی کرده‌اند.
اونق و نهتانی (1383) رابطة واحدهای ژئومورفولوژی و فرسایش و رسوب را در حوضة آبخیز کاشیدار (گرگانرود) ارزیابی و با استفاده از رخسارۀ واحد ژئومورفولوژی و روش ام‌پسیاک این رابطه را با رگرسیون 04/0 معنا‌دار اعلام کرده‌اند.
شریعت‌جعفری و غیومیان (1384) در بررسی آلومتری بین همبستگی رسوب حوضه با گسیختگی شیب و رانش زمین در حوضة طالقان مرکزی و تقسیم‌بندی این حوضه به 8 زیرحوضه دریافتند رانش زمین در افزایش رسوب‌زایی حوضه کاملاً مؤثر است.
جوکار سرهنگی و همکاران (1388) با استفاده از ویژگی‌های کمّی حوضه‌های آبریز، سیلاب را در حوضه‌های دامنة شمالی البرز مدل‌سازی کرده‌اند.
بومری و همکاران (1390) با استفاده از ویژگی‌های کمّی حوضة آبریز مانند مساحت و محیط، شکل، شیب و زمان، تمرکز در پهنه‌های سیلابی را در حوضة دامن شناسایی کرده‌اند.
دارابی و همکاران (1391) با به‌کاربردن مؤلفه‌های مورفومتریک در روش تحلیل خوشه‌ای، زیرحوضه‌های حوضة آبریز پل دوآب شازند را طبقه‌بندی کرده‌اند.
هدف این مطالعه، ارزیابی نقش عوامل ژئومورفومتری حوضه‌های آبریز در بار رسوبی آنهاست. جامعة آماری این پژوهش 17 حوضة آبخیز در شمال شرق کشور است؛ با این شرط که یک ایستگاه هیدرومتری (رسوب‌سنجی) در نقشة خروجی حوضه باشد و در بالادست این ایستگاه‌ها هیچ‌گونه سدی وجود نداشته باشد. بدین منظور از روش‌های محاسبة ویژگی‌های مورفومتری حوضه‌ها و تحلیل رگرسیون چندمتغیره و روش‌های آماری استفاده شده است.
روش‌شناسی پژوهش
معرفی محدودة پژوهش
حوضه‌های مطالعه‌شده در این پژوهش در چهارگوش مختصاتی عرض جغرافیایی ´36˚15 و ´37˚8 و طول جغرافیایی´58˚20 و ´59˚30 شامل حوضه‌های آبریز دیزباد علیا، دررود، خرو، میرآباد، طاغان، بار، ینگجه و چکنه متعلق به حوضة آبریز دشت کویر و حوضه‌های آبخیز فریزی، گلمکان، شاندیز، طرقبه، طرق، کارده، ارداک و رادکان متعلق به حوضة آبریز بزرگ کشف‌رود و حوضة آبخیز کلات متعلق به حوضة قره‌قورم است (شکل 1). حوضه‌های برگزیده در دو رشته‌کوه به نام‌های هزار مسجد در شمال و بینالود در جنوب قرار گرفته‌اند که چالة ناودیسی کشف‌رود این دو توده را از هم جدا می‌کند. مرز شمالی منطقه منطبق بر گسل عشق‌آباد است که این ارتفاعات را از دشت ترکمنستان جدا می‌کند. حوضة کپه‌داغ از نوع ژئوسنکلینال و عمل رسوب‌گذاری در محیطی نسبتاً آرام بوده است و شباهت فراوانی به زون چین‌خوردة زاگرس شکسته دارد.
این منطقه در دورة مزوزوئیک باعث ایجاد سنگ‌هایی از نوع آهک، گچ، مارن، سیلت‌ستون و کنگلومرا در پهنه‌های سازندی آق‌دربند، کشف‌رود، چمن‌بید، مزدوران شوریجه، تیرگان، کلات و... شده است. واحد بینالود را عده‌ای دنبالة البرز شرقی می‌دانند؛ در دورة پالئوزوئیک متأثر از حرکات ماگمایی شدید تودة گرانیتی بینالود و ساختارهای دگرگونی اطراف آن شکل گرفته است. قسمت غربی آن از توده‌های آندزیتی با قلل منفرد در محدودة بخش چکنة نیشابور تشکیل شده است (طالقانی، 1384: 238). بیشترین ارتفاع منطقة بینالود 3211 متر و کمترین ارتفاع آن در منتهی‌الیه شرقی منطقه واقع در دشت مشهد - چناران 430 متر از سطح دریاست. براساس طبقه‌بندی آمبرژه و کوپن، منطقة مطالعه‌شده جزو اقلیم خشک و سرد و در عرض‌های کمتر، نیمه‌خشک و سرد است. میانگین بارش در منطقه 250-400 میلی‌متر و میانگین دما 6/15 درجه است (سازمان هواشناسی کشور، 1390). فرایند شکل‌زایی منطقة آب‌های جاری متأثر از توده‌های سرد شمالی است. ذوب برف در ارتفاعات منطقه علاوه بر افزایش دبی رودخانه‌ها باعث تغذیة سفرة آب زیرزمینی و همچنین پرآبی چشمه‌های کارستیک منطقه شده است (طالقانی، 1384: 242).
شکل 1. نقشة منطقة مطالعه‌شده
حوضه‌های این پژوهش از دو زون ساختاری متفاوت کپه‌داغ و بینالود انتخاب شده است. حوضة ژئوسنکلینال کپه‌داغ - هزار مسجد ماهیت ژورایی و به موازات مرز شمال شرقی ایران امتداد دارد و حوضة رسوبی - آذرین آلاداغ - بینالود در منتهی‌الیه البرز شرقی واقع شده است. جهت گسل‌های دامنة جنوبی و شمالی بینالود شامل گسل بینالود، گسل شمال نیشابور، گسل آبقوی، بوژان، گسل آبقند - طرقبه و گسل گوراخک عموماً شرقی - غربی است. گسل‌های امتداد لغز کپه‌داغ شامل کلاتة عرب‌ها، گسل اصلی کپه‌داغ و گسل قره‌داغ، در اثر حرکات همگرایی بلوک توران و ایران مرکزی جهت شمالی - جنوبی دارند (شکل 2). مطالعات شعبانیان[11] (2012) نشان می‌دهد در محل گسل اصلی راستگرد کپه‌داغ سالی 3/4 سانتی‌متر حرکت وجود دارد؛ همچنین در محل گسل فشاری حدود 3/1 تا 5/2 سانتی‌متر در سال زیرراندگی وجود دارد.
شکل 2. نقشة لیتولوژی و سن سازندهای منطقه به همراه نیمرخ چینه‌شناسی از 3 بازة عرضی
در شکل (2) لیتولوژی تشکیل‌دهندة منطقه براساس مقیاس زمانی طبقه‌بندی شده است. این مناطق عبارت‌اند از: سازندهای سنوزوئیک شامل
1- کواترنری (دشت سرهای فرسایش، رسوبات تراستی)، 2- پلیوسن ـ کواترنر (ماسه‌سنگ و کنگلومرای رودخانه‌ای، داسیت و آندیزیت و توف آتشفشانی)، 3- پلیوسن (ماسه‌سنگ و کنگلومرای پلی‌میکتیک)، 4- میوسن (سازند قرمز بالایی)،
5- الیگوسن (گرانیت و دیوریت)، 6- اوایل ائوسن (ماسه‌سنگ و آهک)، 7- ائوسن (شیل به همراه توف آتشفشانی، آهک و ژیپس)، 8- پالئوسن - ائوسن (سازند چهل‌کمان، مارل و لیمستون)، 9- پالئوسن (سازند پستلیق، کنگلومرای قرمز، ماسه‌سنگ و گل سنگ)؛ سازندهای مزوزوئیک شامل 1- مزوزوئیک ـ پالئوژن (ملانژ تکتونیزه‌شده، افیولیت، چرت)،
2- اواخر کرتاسه (سازند نیریز، سازند آبدراز، سازند کلات)، 3- کرتاسه (سازند آتامیر و آبتالکه)، 4- اوایل کرتاسه (سازند تیرگان، سرچشمه)، 5- ژوراسیک - کرتاسه (سازند لار و شوریجه)، 6- اواخر ژوراسیک (گرانیت، سازند شیرکوه و شاه‌کوه)، 7- اواسط تا اواخر ژوراسیک (سازند مزدوران)، 8- اواسط ژوراسیک (کنگلومرا)، 9- ژوراسیک (سازند چمن‌بید)، 10- تریاس - ژوراسیک (سازند شمشک، سازند همدان - فلیت)، 11- تریاس - کرتاسه (سرپانیتیت)؛ دورة پالئوزوئیک به همراه پرکامبرین عبارت‌اند از: 1- اوایل پالئوزوئیک (سنگ‌های تلفیقی)، 2- پرمین (توربیدیت متامرفیک با فیلیت شیست)، 3- دونین (سازند بهرام)، 4- سیلورین (سازند نور)، 5- اوردویسن (سازند شیرگشت)،
6- کامبرین (سازند میلا و سازند لالون)،
7- پروتروزوئیک ـ پرکامبرین (آمفیبولیت). با توجه به تنوع سازندها در حوضه‌های پژوهش، اینها بر میزان رسوب و فرسایش حوضه‌ها تأثیر دارند.
روش پژوهش
در این پژوهش که با هدف کشف ارتباط میزان رسوب سالیانة حوضه‌ها و ویژگی‌های ژئومورفومتری حوضة آبریز انجام شده است، نرم‌افزار Arc gis 10.3 برای تحلیل‌های ژئومورفومتری و نرم‌افزارهای
SPSS 18 و Excel 2013 برای تحلیل‌های آماری به کار رفت؛ همچنین از نقشه‌های توپوگرافی رقومی با مقیاس 1:25000 تولیدشدة سازمان نقشه‌برداری کشور و تصاویر ماهواره‌ای لندست 7 و GoogleEarth برای کنترل و اعتبارسنجی محاسبات ژئومورفومتری استفاده شد. مبنای محاسبات ژئومورفومتری، مدل رقومی ارتفاعی (DEM) 30 متر تولیدشدة ماهوارة Aster و نقشه‌های رقومی‌شدة سازمان نقشه‌برداری کشور است. نقشة زمین‌شناسی و گسل حوضه‌ها با استفاده از نقشه‌های زمین‌شناسی 1:10000 سازمان زمین‌شناسی کشور تهیه و درصد هرکدام از سازندها تعیین شد؛ سپس با استفاده از ضرایب روش پسیاک، درصد سازندهای فرسایش‌پذیر در هر حوضه محاسبه شد و در مدل پژوهش به کار رفت. تمامی این اطلاعات در پایگاه اطلاعات زمینی (Geodatabase) طبقه‌بندی و آمادة پردازش شد.
در این پژوهش نخست داده‌های دبی و رسوب بیش از 38 ایستگاه هیدرومتری از سازمان آب منطقه‌ای خراسان رضوی تهیه و از بین آنها تعداد 17 ایستگاه با شرایط زیر مناسب تشخیص داده شد:
الف- در بالادست ایستگاه هیچ‌گونه سد یا بند انحرافی مسبب تغییر در رژیم هیدرولوژیک رودخانه وجود نداشته باشد.
ب- طول دورة آماری بیش از 15 سال داشته باشد تا اطلاعات و جامعة آماری گسترده‌تر و پیرو آن تحلیل بهتری انجام شود. درنهایت امکان دسته‌بندی حوضه‌ها به سه گروه براساس سازندهای زمین‌شناسی باشد. در جدول (1) مشخصات کلی حوضه‌های پژوهش کوتاه بیان شده است.
جدول 1. مشخصات حوضه‌ها و ایستگاههای انتخابی در پژوهش
|
شماره |
ایستگاه |
حوضه |
مساحت m2 |
محیط km |
میانگین ارتفاع M |
میانگین شیب % |
نسبت دایره‌ای (جدول 2) Re |
نسبت کشیدگی (جدول 2) |
تراکم زهکشی Km/km2 |
|
1 |
دیزباد علیا |
دیزباد |
29 |
66/6 |
2368 |
38/20 |
7/0 |
6/1 |
99/3 |
|
2 |
مجموع دررود |
دررود |
8/44 |
9/10 |
2328 |
90/20 |
6/0 |
2/1 |
003/4 |
|
3 |
چشمه‌علی |
خرو |
2/59 |
7/12 |
2383 |
01/22 |
2/0 |
2/1 |
3/4 |
|
4 |
عیش‌آباد |
میرآباد |
3/148 |
59/20 |
2363 |
70/24 |
5/1 |
2/1 |
421/4 |
|
5 |
طاغان |
طاغان |
1/101 |
15/19 |
2341 |
28 |
3/0 |
0/1 |
394/4 |
|
6 |
اریه - چهارباغ |
بار |
7/114 |
68/23 |
2228 |
55/30 |
5/0 |
9/0 |
327/4 |
|
7 |
ینگجه - آبشار |
ینگجه |
4/88 |
35/18 |
1902 |
69/13 |
4/0 |
0/1 |
806/3 |
|
8 |
چکنه علیا |
چکنه |
7/41 |
33/13 |
2016 |
71/14 |
1/0 |
0/1 |
892/3 |
|
9 |
موشنگ |
فریزی |
2/283 |
09/26 |
2284 |
74/25 |
9/1 |
3/1 |
05/4 |
|
10 |
گلمکان |
گلمکان |
7/46 |
87/18 |
2382 |
92/81 |
2/0 |
7/0 |
12/4 |
|
11 |
سرآسیاب |
شاندیز |
5/197 |
54/32 |
2251 |
95/19 |
4/0 |
9/0 |
97/3 |
|
12 |
گلستان - جاغرق |
طرقبه |
5/155 |
47/24 |
2073 |
56/17 |
1/0 |
9/0 |
086/4 |
|
13 |
کرتیان |
طرق |
8/136 |
40/23 |
1942 |
34/18 |
5/1 |
0/1 |
03/4 |
|
14 |
کارده - بالادست |
کارده |
8/442 |
66/50 |
2128 |
33/30 |
1/2 |
8/0 |
93/3 |
|
15 |
ارداک - ساروج |
ارداک |
4/493 |
43/44 |
2223 |
04/27 |
4/0 |
0/1 |
971/3 |
|
16 |
امامزاده - رادکان |
رادکان |
3/248 |
32/34 |
2048 |
50/20 |
6/0 |
9/0 |
976/3 |
|
17 |
دربند کلات |
کلات |
5/167 |
66/31 |
1834 |
30/26 |
3/0 |
8/0 |
977/3 |
پس از تعیین ایستگاههای مناسب مرز، حوضه‌های بالادست آنها با استفاده از مدل ارتفاعی رقومی (DEM) ترسیم شد. برای اجرای مدل پژوهش دو شیوة مرسوم به‌منظور استخراج شبکة زهکشی وجود دارد؛ روش اول به‌کاربردن اکستنشن Arc.hydro و استخراج شبکة زهکشی از مدل رقومی ارتفاعی (Dem) است؛ در این روش استخراج شبکة زهکشی به‌صورت خودکار است؛ روش دوم، استخراج شبکة زهکشی به‌صورت دستی با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی رقومی 1:25000 سازمان نقشه‌برداری کشور و بسیار مشکل و طاقت‌فرساست. در این پژوهش هر دو روش آزمایش و ارزیابی و درنهایت روش اول مناسب‌تر دانسته و برای استخراج شبکة زهکشی به کار گرفته شد. بر این اساس تمامی محاسبات مربوط به ژئومورفومتری حوضه‌های آبریز و شبکة زهکشی ازجمله مساحت، محیط، نسبت دایره‌ای، نسبت کشیدگی، میانگین ارتفاع، شیب حوضه، طول آبراهه، تراکم زهکشی، فرکانس زهکشی، نسبت انشعاب، ناهنجاری سلسله‌مراتبی و تراکم ناهنجاری سلسله‌مراتبی استخراج شد. در جدول (2) مؤلفه‌های کمّی حوضة آبریز و شبکة زهکشی با ذکر مرجع آمده است. پس از استخراج خطوط توپوگرافی از این نقشه‌ها، خطوط آبراهه‌ها ترسیم و رده‌بندی شبکة زهکشی به روش استرالر[12] (1957) انجام شد. آرتور استرالر، استاد علوم زمین دانشگاه کلمبیا (۱۹۵۷-1952)، براساس قدرت شاخه‌های فرعی و در یک رتبه‌بندی دقیق، روشی را برای رتبه‌بندی شاخة رودها به کار گرفت؛ به نحوی که ترکیب آبراهه‌های کوچک و درجه یک در زهکش و رودخانة اصلی حوضه تأثیر چشمگیری دارد؛ درنتیجه در این پژوهش از روش استرالر برای رتبه‌بندی آبراهه‌ها استفاده شد.
جدول 2. مؤلفه‌های کمّی حوضة آبریز و شبکة زهکشی
|
مرجع |
رابطه |
خلاصه |
معادل لاتین |
مؤلفة کمّی حوضه |
شماره |
|
- |
- |
A |
Area(km2) |
مساحت |
1 |
|
- |
- |
P |
Perimeter(km2) |
محیط |
2 |
|
Miller (1953) |
Re= 2/Lb |
Re |
Elongation Ratio |
نسبت دایره‌ای |
3 |
|
Horton (1945) |
Rf = A/(Lb)2 |
Rf |
Form Factor |
نسبت کشیدگی |
4 |
|
- |
- |
H |
Mean elevation |
میانگین ارتفاع |
5 |
|
- |
- |
S |
Mean Slope |
شیب حوضه |
6 |
|
Strahler (1964) |
Hierarchical Rank |
U |
Stream Order |
ردة آبراهه |
7 |
|
Horton (1945) |
L = ∑Nu |
BL |
Basin Length(Km) |
طول آبراهه |
8 |
|
Horton (1932) |
DD=∑LU/A |
DD |
Drainage density(km2/km) |
تراکم زهکشی |
9 |
|
Horton (1945) |
DF =Nu/A |
DF |
Drainage Frequency |
فرکانس زهکشی |
10 |
|
Schumn (1956) |
Rb= Nu/Nu+1 |
Rb |
Bifurcation ratio |
نسبت انشعاب |
11 |
|
Horton (1945) Strahler (1952) |
Rbd=Rb(u-u+1)=Nu/Nu+1 |
Rbd |
direct bifurcation ratio |
نسبت مستقیم انشعاب |
12 |
|
Avena et al(1967) Bahrami (2013) |
Ha=∑(Hai-j×Ns i-j) |
Ha |
Hierarchical anomaly number |
تعداد ناهنجاری سلسله‌مراتبی |
13 |
|
Avena et al(1967) |
Da ¼ Ha=N1 |
Δa |
Hierarchical anomaly index |
شاخص ناهنجاری سلسله‌مراتبی |
14 |
|
Baroni et al. (2005) |
Ga=Ha/A |
ga |
Hierarchical anomaly density |
تراکم ناهنجاری سلسله‌مراتبی |
13 |
در روش رده‌بندی استرالر بخشی از آبراهه که هیچ سرشاخه‌ای ندارد، آبراهة درجه 1 است و با اتصال دو آبراهة درجه 1، آبراهة درجه 2 و با اتصال دو آبراهة درجه 2، آبراهة درجه 3 و با اتصال دو آبراهة درجه 3، آبراهة درجه 4 نامیده می‌شود. به‌طورکلی با اتصال دو آبراهه با درجة مشابه، آبراهة یک درجه بالاتر تشکیل می‌شود. در هر سیستم زهکشی بی‌نهایت اتصال وجود دارد و در حالت طبیعی باید آبراهه‌های درجه یک به آبراهة درجه دو و دو آبراهة درجه دو به یک آبراهة درجه 3 بریزد. در این حالت شبکة زهکشی ما هنجار است؛ ولی اگر این قانون رعایت نشود، سیستم آبراهه‌ها ناهنجاری سلسله‌مراتبی دارند. این مسئله در اثر عوامل متعدد زمین‌شناسی و تکتونیکی رخ می‌دهد.
آونا و همکاران[13] (1967) شاخصی را به نام Ha (تعداد ناهنجاری سلسله‌مراتبی آبراهه) تعریف کردند. به نظر آونا و همکاران، Ha عبارت است از کمترین تعداد آبراهه‌های درجه یک که باید به‌طور فرضی به شبکة زهکشی اضافه شود تا اتصالات نظم سلسله‌مراتبی یابند (and Pirrotta, 2008: 267 Guarnieri). با توجه به اینکه هرگونه بی‌نظمی در شبکة زهکشی باعث ایجاد جریان نامنظم سیلابی می‌شود، بنابراین شاخص ناهنجاری سلسله‌مراتبی تأثیر مستقیمی بر رسوب حوضه‌ها دارد (Ciccacci et all, 1986: 235).
با توجه به اینکه محاسبة دستی Ha کار مشکلی است، در این پژوهش نخست رابطه‌ای برای محاسبة تعداد ناهنجاری سلسله‌مراتبی هر اتصال آبراهه
(Ha i-j) تعریف می‌شود و براساس آن، تعداد ناهنجاری سلسله‌مراتبی آبراهه در کل حوضه (Hat) به دست می‌آید. در حالتی که یک آبراهه مبدأ (برای نمونه درجه 1) به آبراهة بالاتر یا مقصد (برای نمونه درجه 3) متصل شود، اگر آبراهة مبدأ را i و آبراهة مقصد را j بنامیم، تعداد ناهنجاری سلسله‌مراتبی هر اتصال آبراهه (Ha i-j) از رابطة 1 به دست می‌آید:
|
رابطة 1 |
پس از محاسبة Ha i-j، تعداد آبراهه‌ها در هر اتصال (Ns i-j) به دست می‌آید؛ سپس از مجموع حاصل‌ضرب Ha i-j و Ns i-j، تعداد ناهنجاری سلسله‌مراتبی آبراهه برای کل حوضه (Hat) به دست می‌آید (رابطة 2).
|
رابطة 2 |
پس از محاسبة Hat، شاخص ∆a (ناهنجاری سلسله‌مراتبی) از تقسیم Hat بر تعداد واقعی آبراهه‌های درجه یک حوضه به دست می‌آید. شاخص ga (تراکم ناهنجاری سلسله‌مراتبی) نیز از تقسیم Hat بر مساحت حوضه به دست می‌آید (Guarnieri and Pirrotta, 2008: 267).
در ادامه شاخص انشعابات در حوضه‌های پژوهش محاسبه شد. شاخص انشعابات، یکی از شاخص‌های شبکة زهکشی است که تأثیر مستقیمی بر هیدروگراف سیل و درنتیجه بر دبی رسوب دارد. شاخص انشعابات از عدد نسبت انشعابات حوضه (Rb) منهای نسبت مستقیم انشعابات (Rbd) حوضه به دست می‌آید (Baroni, et all, 2005: 223). تفاوت در نسبت انشعاب متأثر از میزان تکامل حوضه و همچنین تنوع لیتولوژی آن و از سوی دیگر با شکل حوضه در ارتباط است. در حوضه‌هایی که به شکل دایره نزدیک‌اند، نسبت زهکشی کمتر است (Strahler, 1950: 115).
برای محاسبة شاخص انشعابات نخست نسبت انشعابات (Rb) و سپس نسبت مستقیم انشعابات (Rbd) محاسبه شد. نسبت انشعابات برای هر رده از آبراهه، از تقسیم تعداد کل آبراهه‌های آن درجه بر تعداد کل آبراهه‌های یک درجه بالاتر به دست می‌آید. نسبت انشعابات کل حوضه از میانگین Rb کل درجات محاسبه می‌شود (Guarnieri and Pirrotta, 2008: 267)؛ نسبت مستقیم انشعابات (Rbd) برای هر رده آبراهه از تقسیم تعداد آبراهه‌های آن درجه (که مستقیماً به یک درجه بالاتر وارد می‌شوند) بر تعداد کل آبراهه‌های یک درجه بالاتر به دست می‌آید. نسبت مستقیم انشعابات کل حوضه از میانگین Rbd کل درجات به دست می‌آید (Baroni et all, 2005: 223). نسبت انشعاب Rb با رابطة 3 به دست می‌آید:
|
رابطة 3 |
Rb (u-u+1)= Nu/Nu+1 |
در این رابطه:
= Rb نسبت انشعاب
= Nu تعداد آبراهه‌های رتبة ویژه
= Nu+1 تعداد آبراهه‌های رتبة بالاتر است.
به بیان دیگر نسبت انشعابات برای هر رده از آبراهه از تقسیم تعداد کل آبراهه‌های آن درجه بر تعداد کل آبراهه‌های یک درجه بالاتر به دست می‌آید. نسبت انشعابات کل حوضه از میانگین Rb کل درجات محاسبه می‌شود (Guarnieri and Pirrotta, 2008: 267) .نسبت انشعابات همچنین در ارتباط مستقیم با ناهنجاری سیستم زهکشی است (Strahler, 1950: 116).
پس از محاسبة شاخص‌های مورفومتری حوضة آبریز این پرسش مطرح می‌شود که آیا عوامل ژئومورفومتری تأثیری بر میزان بار رسوبی حوضه‌ها دارند. در این پژوهش سعی شده است با ارزیابی مؤلفه‌های کمّی حوضة آبریز و شبکة زهکشی، تأثیر این متغیرها بر بار رسوبی حوضه‌ها ارزیابی شود. بدین منظور با استفاده از روش‌های سیکاسی و همکاران[14] (1986) و حکیم‌خانی و عرب‌خدری (1385) میزان رسوب کل حوضة آبریز محاسبه شد. روش سیکاسی و همکاران براساس ویژگی‌های مورفومتری شبکة زهکشی به‌ویژه تراکم زهکشی است. یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر در افزایش رسوب در حوضه‌ها، میزان تراکم زهکشی است (Seta, 2007: 23). عموماً هرچه میزان فراوانی آبراهه‌ها در یک حوضه بیشتر باشد، میزان کاوش و برداشت رسوب از سطح حوضه بیشتر خواهد بود. بر همین مبنا سیکاسی و همکاران (1986) روشی ارائه دادند که براساس آن امکان محاسبة رسوب حوضه برمبنای ضریب تراکم زهکشی و میزان ناهنجاری سلسله‌مراتبی وجود دارد. برای محاسبة میزان فرسایش نخست با توجه به میزان تراکم زهکشی از یکی از این دو تابع استفاده می‌شود (رابطة 4 و 5).
|
LogTu= 1.05954 +2.79687log D+0.13985 Δa D≥6 |
رابطة 4 |
|
LogTu= 1.44780 +0.32619D+0.10247 Δa D<6 |
رابطة 5 |
در این رابطه D، تراکم زهکشی و Δa، شاخص ناهنجاری سلسله‌مراتبی است. حکیم‌خانی و عرب‌خدری (1385) با بررسی بیش از 28 ایستگاه هیدرومتری در زیرحوضه‌های دریاچة ارومیه روشی پیشنهاد دادند که براساس آن برمبنای شاخص‌هایی چون مساحت حوضه، دبی سالیانه، لیتولوژی حوضه و جهت حوضه، امکان محاسبة میزان رسوب معلق حوضه‌ها وجود دارد (رابطة 6).
|
LogSy=0.608Log(AQ)-0/935Log(N+W)+0.573Log(Li+2)+3/705 |
|
|
رابطة 6 |
|
در این رابطه A مساحت (کیلومترمربع)، Q دبی متوسط سالیانه (مترمکعب در ثانیه)، N درصد اراضی رو به شمال، W درصد اراضی رو به غرب، Li مجموع واحدهای کواترنری و سنگ‌های حساس به فرسایش و Sy تولید رسوب معلق (تن در سال) است. این معادله در سطح یک درصد معنا‌دار است. این روش‌ها با توجه به متغیرهای استفاده‌شده، عموماً مبتنی بر ویژگی‌های کمّی حوضة آبریز و لیتولوژی است.
در ادامه برای اعتبارسنجی روش‌های انجام‌شده در پژوهش از آمار ایستگاه هیدرومتری مستقر در خروجی حوضه‌ها و داده‌های هیدرومتری دبی و رسوب سال‌های 1387-1392 استفاده شد. در حالت کلی در ایستگاههای رسوب‌سنجی غلظت مواد معلق (C) برحسب گرم بر لیتر و گذر حجمی متناظر با آن (Qw) برحسب مترمکعب بر ثانیه طی یک دورة آماری طولانی‌مدت اندازه‌گیری و با استفاده از رابطة 7 (Qs) برحسب تن در روز محاسبه می‌شود.
|
رابطة 7 |
Qs=0.0864c Qw |
داده‌های اندازه‌گیری‌شده با استفاده از روش‌های آماری ارزیابی، تصحیح و سپس با استفاده از نسبت دبی به رسوب و دبی سالیانة رودخانه میزان بار رسوبی هریک از حوضه‌های پژوهش در واحد تن در سال در کل حوضه تعیین شد؛ در ادامه این نتایج با میزان بار رسوبی حاصل از روش حکیم‌خانی و عرب‌خدری (تن در سال خروجی از کل حوضه) مقایسه شد. درنهایت با بهره‌گیری از منحنی سنجه و رسوب، مقدار رسوب حوضه‌ها بر وزن تن در هر کیلومترمربع و ارتباط همبستگی میان متغیرهای ژئومورفومتری حوضة آبریز با میزان رسوبی سالیانة رودخانة هر حوضه محاسبه و شاخص‌های مؤثر در افزایش بار رسوبی رودخانه تعیین و معرفی شد.
یافته‌های پژوهش
هریک از مؤلفه‌های کمّی حوضة زهکشی با مقادیر مشخص بیان‌کنندة نوعی فرم در حوضه است. این مؤلفه‌ها بر انرژی جریانی، حرکات توده‌ای و دبی آب و رسوب در حوضه تأثیر می‌گذارد (Zhang, 2015: 20). در این پژوهش از متغیرهای مستقل در سه دسته مؤلفه‌های مربوط به حوضة آبریز، مؤلفه‌های شبکة زهکشی و مؤلفه‌های لیتولوژیکی برای ارزیابی همبستگی آماری با دبی رسوب در حوضه‌ها استفاده شد.
رده‌بندی آبراهه‌ها
در این پژوهش پس از انتخاب ایستگاههای مناسب، حوضة بالادست آن با نرم‌افزار Arc map مدل رقومی ارتفاعی (DEM) به‌صورت خودکار ترسیم شد؛ سپس با استفاده از ماژول Arc hydro به‌صورت خودکار آبراهه‌های موجود در هر حوضه استخراج شد (شکل 3). براساس محاسبات انجام‌شده، حوضه‌های کارده و ارداک به ترتیب با 5727 و 6398 آبراهه بیشترین و حوضه‌های دیزباد و دررود به ترتیب با 378 و 602 کمترین آبراهه را دارند. براساس شمارش ردة آبراهه‌ها حوضه‌های فریزی، کارده، ارداک، رادکان و کلات، 7 رده آبراهه دارند. رده‌بندی آبراهه‌ها در این پژوهش براساس رتبه‌بندی استرالر و به‌صورت خودکار انجام شد؛ به نحوی که دو آبراهة درجه یک به آبراهه‌ای درجه دو و دو آبراهة درجه دو به آبراهه‌ای درجه سه متصل می‌شود و به همین ترتیب برای سایر رده‌ها اعمال شد (جدول 3).
در ادامه برای محاسبة شاخص Δa، تمامی اتصالات در هر رده به‌صورت دستی به‌دقت شمرده و در مدل استفاده شد (جدول 4).
شکل 3. ترسیم دقیق آبراهه‌ها و رده‌بندی آنها به روش استرالر
شاخص انشعابات
شاخص انشعابات، یکی از شاخص‌های شبکة زهکشی است که تأثیر مستقیمی بر هیدروگراف سیل و درنتیجه بر دبی رسوب دارد. نسبت انشعابات همچنین در ارتباط مستقیم با ناهنجاری در سیستم زهکشی است (strahler, 1957: 915). در جدول (3) تعداد آبراهه‌های موجود در هر رده به تفکیک آورده و مقادیر Rb برای حوضه‌های پژوهش محاسبه شده است. کمترین میزان نسبت انشعاب 8/2 برای حوضة فریزی و بیشترین میزان آن 72/5 برای حوضة گلمکان محاسبه شده است. هرچقدر نسبت انشعاب بیشتر باشد، شکل حوضه کشیده‌تر می‌شود. همان‌طور که از محاسبة شاخص نسبت انشعابات برمی‌آید، حوضة گلمکان و شاندیز شکل کشیده‌تری نسبت به سایر حوضه‌ها دارند؛ در مقابل حوضة فریزی و رادکان شکل گردتری نسبت به سایر حوضه‌ها دارند و درنتیجه هیدروگراف سیل آنها رأس تیزتری دارد و میزان رسوب آنها نیز باید بیشتر باشد.
جدول 3. تعداد آبراهه‌ها در هر رده برای محاسبة شاخص Rb
|
حوضه درجه |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
1 |
282 |
466 |
659 |
1708 |
1123 |
1244 |
761 |
659 |
2954 |
474 |
2069 |
1142 |
1235 |
4652 |
5204 |
2634 |
1722 |
|
2 |
75 |
102 |
129 |
382 |
258 |
273 |
181 |
129 |
568 |
106 |
394 |
245 |
244 |
816 |
915 |
498 |
317 |
|
3 |
16 |
26 |
34 |
72 |
60 |
50 |
37 |
34 |
132 |
24 |
84 |
58 |
56 |
194 |
216 |
120 |
90 |
|
4 |
4 |
5 |
8 |
17 |
11 |
14 |
12 |
8 |
25 |
2 |
14 |
11 |
13 |
53 |
50 |
33 |
20 |
|
5 |
1 |
2 |
2 |
5 |
4 |
6 |
3 |
2 |
10 |
1 |
2 |
3 |
2 |
9 |
9 |
9 |
6 |
|
6 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
0 |
1 |
1 |
1 |
2 |
3 |
3 |
2 |
|
7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
SUM |
378 |
602 |
833 |
2185 |
1457 |
1588 |
995 |
833 |
3693 |
607 |
2564 |
1460 |
1551 |
5727 |
6398 |
3298 |
2158 |
|
Rb |
11/4 |
238/3 |
431/3 |
482/3 |
371/3 |
184/3 |
236/3 |
431/3 |
88/2 |
722/5 |
588/4 |
565/3 |
045/4 |
243/3 |
299/3 |
790/2 |
79/2 |
شاخص ناهنجاری سلسله‌مراتبی
آونا و همکاران (1967) شاخصی را به نام Ha (تعداد ناهنجاری سلسله‌مراتبی آبراهه) تعریف کردند. با توجه به اینکه هرگونه بی‌نظمی در شبکة زهکشی باعث ایجاد جریان نامنظم سیلابی می‌شود، بنابراین شاخص ناهنجاری سلسله‌مراتبی تأثیر مستقیمی بر رسوب حوضه‌ها دارد (Ciccacci et all, 1986: 237). در این مقاله برای رعایت اختصار از آوردن جداول محاسبة تعداد ناهنجاری سلسله‌مراتبی (Ha i-j) اجتناب شد. در جدول (4) مقادیر Hat برای هر اتصال و سپس تعداد ناهنجاری سلسله‌مراتبی، شاخص ناهنجاری سلسله‌مراتبی و تراکم ناهنجاری سلسله‌مراتبی در هریک از حوضه‌های پژوهش محاسبه شد.
جدول 4. محاسبة شاخص ناهنجاری سلسله‌مراتبی
|
مسیر |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|||||||||
|
2→1 |
0 |
222 |
0 |
329 |
0 |
472 |
0 |
1222 |
0 |
812 |
0 |
936 |
0 |
558 |
0 |
582 |
0 |
|
3→1 |
1 |
18 |
18 |
52 |
52 |
74 |
74 |
169 |
169 |
129 |
129 |
126 |
126 |
95 |
95 |
77 |
77 |
|
4→1 |
3 |
39 |
117 |
25 |
75 |
57 |
171 |
165 |
495 |
60 |
180 |
111 |
333 |
60 |
180 |
24 |
72 |
|
5→1 |
7 |
8 |
56 |
27 |
189 |
5 |
35 |
149 |
1043 |
74 |
518 |
36 |
252 |
42 |
294 |
49 |
343 |
|
6→1 |
15 |
0 |
0 |
16 |
240 |
29 |
435 |
32 |
480 |
54 |
810 |
44 |
660 |
12 |
180 |
0 |
0 |
|
7→1 |
31 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
3→2 |
0 |
40 |
0 |
88 |
0 |
104 |
0 |
224 |
0 |
164 |
0 |
175 |
0 |
112 |
0 |
57 |
0 |
|
4→2 |
2 |
29 |
58 |
13 |
26 |
26 |
52 |
53 |
106 |
21 |
42 |
48 |
96 |
39 |
78 |
9 |
18 |
|
5→2 |
6 |
3 |
18 |
11 |
66 |
2 |
12 |
45 |
270 |
42 |
252 |
14 |
84 |
18 |
108 |
11 |
66 |
|
6→2 |
14 |
0 |
0 |
8 |
112 |
20 |
280 |
20 |
280 |
25 |
350 |
23 |
322 |
4 |
56 |
0 |
0 |
|
7→2 |
30 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
4→3 |
0 |
15 |
0 |
15 |
0 |
25 |
0 |
57 |
0 |
30 |
0 |
43 |
0 |
33 |
0 |
14 |
0 |
|
5→3 |
4 |
0 |
0 |
4 |
16 |
1 |
4 |
19 |
76 |
16 |
64 |
5 |
20 |
3 |
12 |
6 |
24 |
|
6→3 |
12 |
0 |
0 |
7 |
84 |
8 |
96 |
6 |
72 |
15 |
180 |
7 |
84 |
4 |
48 |
0 |
0 |
|
7→3 |
28 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
5→4 |
0 |
4 |
0 |
4 |
0 |
4 |
0 |
18 |
0 |
9 |
0 |
13 |
0 |
12 |
0 |
4 |
0 |
|
6→4 |
8 |
0 |
0 |
1 |
8 |
4 |
32 |
0 |
0 |
2 |
16 |
2 |
16 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
7→4 |
24 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
6→5 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
2 |
0 |
6 |
0 |
4 |
0 |
5 |
0 |
3 |
0 |
0 |
0 |
|
7→5 |
16 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
7→6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
ha |
|
267 282 946/0 21/9 |
868 466 86/1 4/19 |
1191 659 8/1 1/20 |
2991 1708 75/1 1/20 |
2541 1123 26/2 1/25 |
1993 1244 6/1 38/17 |
1051 761 38/1 88/11 |
600 659 9/0 3/14 |
||||||||
|
n1 |
|||||||||||||||||
|
Δa |
|||||||||||||||||
|
ga |
|||||||||||||||||
جدول 5. ادامة جدول 4، محاسبة شاخص ناهنجاری سلسله‌مراتبی
|
|
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
2→1 |
2118 |
0 |
349 |
0 |
1660 |
0 |
799 |
0 |
945 |
0 |
3566 |
0 |
3971 |
0 |
2010 |
0 |
1334 |
0 |
|
3→1 |
293 |
293 |
54 |
54 |
186 |
186 |
140 |
140 |
154 |
154 |
443 |
443 |
531 |
531 |
281 |
281 |
155 |
155 |
|
4→1 |
215 |
645 |
26 |
78 |
131 |
393 |
83 |
249 |
88 |
264 |
299 |
897 |
287 |
861 |
152 |
456 |
89 |
267 |
|
5→1 |
200 |
1400 |
47 |
329 |
62 |
434 |
57 |
399 |
122 |
854 |
132 |
924 |
249 |
1743 |
117 |
819 |
66 |
462 |
|
6→1 |
62 |
930 |
0 |
0 |
8 |
120 |
41 |
615 |
0 |
0 |
116 |
1740 |
58 |
870 |
27 |
405 |
46 |
690 |
|
7→1 |
11 |
341 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
33 |
1023 |
37 |
1147 |
36 |
1116 |
3 |
93 |
|
3→2 |
384 |
0 |
66 |
0 |
266 |
0 |
176 |
0 |
73 |
0 |
584 |
0 |
674 |
0 |
365 |
0 |
229 |
0 |
|
4→2 |
75 |
150 |
8 |
16 |
65 |
130 |
42 |
84 |
29 |
58 |
125 |
250 |
114 |
228 |
45 |
90 |
55 |
110 |
|
5→2 |
112 |
672 |
31 |
186 |
80 |
480 |
34 |
204 |
68 |
408 |
64 |
384 |
121 |
726 |
64 |
384 |
34 |
204 |
|
6→2 |
32 |
448 |
0 |
0 |
1 |
14 |
13 |
182 |
0 |
0 |
65 |
910 |
38 |
532 |
11 |
154 |
30 |
420 |
|
7→2 |
7 |
210 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
17 |
510 |
29 |
870 |
22 |
660 |
0 |
0 |
|
4→3 |
95 |
0 |
9 |
0 |
52 |
0 |
41 |
0 |
33 |
0 |
149 |
0 |
147 |
0 |
88 |
0 |
65 |
0 |
|
5→3 |
26 |
104 |
15 |
60 |
36 |
144 |
13 |
52 |
23 |
92 |
32 |
128 |
51 |
204 |
22 |
88 |
9 |
36 |
|
6→3 |
14 |
168 |
0 |
0 |
0 |
0 |
7 |
84 |
0 |
0 |
27 |
324 |
20 |
240 |
5 |
60 |
14 |
168 |
|
7→3 |
3 |
84 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10 |
280 |
9 |
252 |
9 |
252 |
0 |
0 |
|
5→4 |
28 |
0 |
2 |
0 |
15 |
0 |
9 |
0 |
14 |
0 |
37 |
0 |
40 |
0 |
27 |
0 |
16 |
0 |
|
6→4 |
3 |
24 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
16 |
0 |
0 |
12 |
96 |
5 |
40 |
1 |
8 |
5 |
40 |
|
7→4 |
1 |
24 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
48 |
5 |
120 |
4 |
96 |
0 |
0 |
|
6→5 |
11 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
3 |
0 |
2 |
0 |
9 |
0 |
8 |
0 |
8 |
0 |
6 |
0 |
|
7→5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
32 |
1 |
16 |
1 |
16 |
0 |
0 |
|
7→6 |
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
0 |
3 |
0 |
3 |
0 |
2 |
0 |
|
ha |
5493 2954 85/1 39/19 |
723 474 52/1 4/15 |
1901 2069 91/0 6/9 |
2025 1142 77/1 53/17 |
1830 1235 48/1 38/13 |
7989 4652 71/1 04/18 |
8380 5204 61/1 9/16 |
4885 2634 85/1 6/19 |
2645 1722 56/1 7/15 |
|||||||||
|
n1 |
||||||||||||||||||
|
Δa |
||||||||||||||||||
|
ga |
||||||||||||||||||
براساس محاسبات انجام‌شده مقادیر ha در جدول بالا محاسبه شده است. حوضه‌های کارده و ارداک به ترتیب با 7989 و 8380، بیشترین و حوضه‌های دیزباد و گلمکان به ترتیب با 267 و 723، کمترین میزان ha را دارند. ازنظر شاخص ناهنجاری سلسله‌مراتبی حوضه‌های طاغان و فریزی به ترتیب با 26/2 و 85/1، بیشترین و حوضه‌های چکنه و شاندیز به ترتیب با 910/0 و 918/0، کمترین میزان Δa را دارند؛ همچنین حوضه‌های طاغان و فریزی، بیشترین و حوضه‌های دیزباد و شاندیز، کمترین مقدار تراکم ناهنجاری زهکشی (ga) را دارند.
محاسبة رسوب با استفاده از ویژگی‌های شبکة زهکشی
یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر بر افزایش رسوب در حوضه‌ها، میزان تراکم زهکشی است. عموماً هرچه میزان فراوانی آبراهه‌ها در یک حوضه بیشتر باشد، میزان کاوش و برداشت رسوب از سطح حوضه بیشتر خواهد بود که این امر تحت تأثیر مستقیم لیتولوژی و تکتونیک منطقه قرار دارد. براساس محاسبات انجام‌شده حوضه‌های میرآباد و طاغان با 42/4 و 39/4 km/km2، بیشترین و حوضه‌های ینگجه و چکنه به ترتیب با 8/3 و 99/3 km/km2، کمترین تراکم زهکشی را دارند. لیتولوژی حوضه‌های چکنه و ینگجه رسوبات و خاکسترهای آتشفشانی پلیوستوسن و تراست‌های کواترنری است؛ درنتیجه تراکم زهکشی کمتری در واحد سطح دارد؛ در مقابل حوضه‌های طاغان و باراریه در محل سازندهای آهکی لار و فیلیت همدان قرار دارند که دو گسل اصلی و گسل‌های فرعی بر آنها تأثیر گذاشته‌اند و بیشترین میزان تراکم زهکشی را دارند. با توجه به میزان تراکم زهکشی در تمامی حوضه‌های پژوهش از معادلة دوم روش سیکاسی و همکاران (log sy= D<6) استفاده شد. براساس برآورد رسوب با روش سیکاسی و همکاران که علاوه بر تراکم زهکشی از شاخص ناهنجاری سلسله‌مراتبی نیز استفاده می‌کند، حوضه‌های ارداک و کارده به ترتیب با 399315 و 593358 تن در سال، بیشترین و حوضه‌های دیزباد و دررود با 20473 و 39439 تن در سال، کمترین میزان رسوب سالیانه را دارند (جدول 6).
محاسبة رسوب با منحنی دبی - رسوب (سنجة رسوب)
برای به‌دست‌آوردن متوسط رسوب سالیانه در حوضه‌های پژوهش از منحنی دبی - رسوب (سنجة رسوب) استفاده شد. برای به‌دست‌آوردن رابطة بین دبی رودخانه و دبی رسوب ایستگاه‌ها از آمار طولانی‌مدت برداشت‌شدة سازمان تماب استفاده شد؛ بدین‌صورت که یک تابع لگاریتمی برای این دو مؤلفه رسم و ضریب همبستگی آن محاسبه شد. با داشتن منحنی سنجه و رسوب و رسم منحنی تداوم جریان، امکان برآورد مقدار رسوب برای سال‌های مختلف فراهم می‌آید؛ سپس منحنی سنجه و رسوب برای تمامی ایستگاه‌ها رسم و نسبت دبی به رسوب برای تمامی دوره‌های پژوهش محاسبه شد. درنهایت با استفاده از دبی پایه و سیلاب رودخانه میزان رسوب سالیانه برای هر ایستگاه تعیین شد.
شکل 4. منحنی سنجه - رسوب محاسبه‌شده برای ایستگاههای عیش‌آباد (میرآباد) و بار نیشابور
براساس محاسبات انجام‌شده حوضه‌های دیزباد و ینگجه به ترتیب با 19786 و 19821، کمترین میزان رسوب سالیانه و در مقابل حوضه‌های کارده و ارداک به ترتیب با 423468 و 360647 تن در سال، بیشترین رسوب سالیانه را دارند. در رتبه‌های بعدی حوضه‌های رادکان، فریزی و طرقبه قرار دارند.
محاسبة رسوب سالیانه به روش حکیم‌خانی و عرب‌خدری
حکیم‌خانی و عرب‌خدری (1385) با بررسی بیش از 28 ایستگاه هیدرومتری در زیرحوضه‌های دریاچة ارومیه روشی پیشنهاد می‌دهند که براساس آن برمبنای شاخص‌هایی چون مساحت حوضه، دبی سالیانه، لیتولوژی حوضه و جهت حوضه امکان محاسبة میزان رسوب معلق حوضه‌ها وجود دارد. جدول (5) مقادیر Sy محاسبه‌شده برای حوضه‌های پژوهش را نشان می‌دهد. یکی از مزایای این روش نسبت به سایر روش‌ها، استفاده از طیف وسیعی از معیارهای مورفومتری، لیتولوژیکی و هیدرولوژیکی است. در این روش پس از محاسبة تک‌تک مؤلفه‌های تأثیرگذار بر رسوب حوضه‌ها براساس رابطة فوق میزان رسوب سالیانة هرکدام از حوضه‌های پژوهش محاسبه شد. براساس جدول (5) حوضة ارداک و کارده به ترتیب با 285503 و 247328 تن در سال، بیشترین و حوضه‌های دیزباد و دررود به ترتیب با 13316 و 20319 تن در سال، کمترین میزان رسوب را دارند (جدول 6).
جدول 6. محاسبة میزان رسوب سالیانه در حوضه‌های پژوهش
|
حوضه |
PQ |
DF |
BL |
DF |
Rb |
دبی به رسوب |
دبی روزانه |
رسوب روزانه |
محاسبة رسوب سالیانه با روش‌های |
رسوب سالیانه روش سیکاسی و همکاران |
رسوب سالیانه آمار آب منطقه‌ای (مبنای رگرسیون) |
||
|
منحنی سنجه و رسوب |
سیکاسی و همکاران 1987 |
حکیم‌خانی و عرب‌خدری 1385 |
|||||||||||
|
واحد |
% |
km\km2 |
km |
... |
... |
mg/lit |
M3 |
ton/day |
تن در کل حوضه در سال |
تن در کل حوضه در سال |
تن در کل حوضه در سال |
ton/km2/year |
ton/km2/year |
|
دیزباد |
6/54 |
0007/0 |
89/115 |
04/13 |
11/4 |
010/0 |
2/5566 |
2/54 |
6/19786 |
9/20472 |
1/13316 |
3/706 |
6/682 |
|
دررود |
2/82 |
0005/0 |
36/179 |
44/13 |
24/3 |
006/0 |
7/11471 |
1/70 |
25578 |
8/39438 |
7/20319 |
4/880 |
571 |
|
خرو |
5/73 |
0005/0 |
66/254 |
07/14 |
43/3 |
022/0 |
8/5769 |
1/128 |
5/46746 |
5/64314 |
6/99257 |
2/1086 |
5/789 |
|
میرآباد |
4/85 |
0005/0 |
69/655 |
74/14 |
48/3 |
030/0 |
8/10998 |
3/326 |
2/119109 |
7/174070 |
9/73757 |
9/1173 |
3/803 |
|
طاغان |
8/15 |
0004/0 |
18/444 |
41/14 |
37/3 |
013/0 |
4/18524 |
4/237 |
6/86649 |
6/131140 |
5/52471 |
4/1297 |
2/857 |
|
بار |
5/28 |
0004/0 |
26/496 |
85/13 |
18/3 |
007/0 |
3/20767 |
3/145 |
4/53019 |
1/121068 |
2/63375 |
8/1055 |
3/462 |
|
ینگجه |
8/97 |
0005/0 |
61/366 |
25/11 |
24/3 |
012/0 |
4503 |
3/54 |
9/19820 |
5/59904 |
3/50245 |
3/677 |
1/224 |
|
چکنه |
5/85 |
0005/0 |
42/162 |
96/19 |
43/3 |
018/0 |
8/3414 |
7/61 |
7/22502 |
6/26993 |
3/21820 |
9/646 |
3/539 |
|
فریزی |
3/89 |
0006/0 |
2/1147 |
04/13 |
88/2 |
013/0 |
4/61207 |
3/810 |
6/295766 |
7/258167 |
9/166572 |
7/911 |
5/1044 |
|
گلمکان |
1/90 |
0003/0 |
33/192 |
13 |
72/5 |
015/0 |
5/13480 |
9/197 |
5/45868 |
8/41415 |
6/22315 |
2/887 |
9/971 |
|
شاندیز |
5/95 |
0004/0 |
3/785 |
98/12 |
59/4 |
057/0 |
7/21871 |
1243 |
1/182251 |
7/136335 |
9/121355 |
3/690 |
8/922 |
|
طرقبه |
7/98 |
0004/0 |
02/472 |
64/12 |
56/3 |
086/0 |
9/8807 |
2/759 |
6/177099 |
8/105922 |
2/61051 |
9/916 |
1/1533 |
|
طرق |
6/83 |
0005/0 |
43/551 |
34/11 |
05/4 |
031/0 |
15585 |
2/478 |
174560 |
112340 |
4/72377 |
2/821 |
1276 |
|
کارده |
8/27 |
0004/0 |
8/1743 |
93/12 |
24/3 |
050/0 |
1/23190 |
2/1160 |
5/423468 |
358593 |
4/247328 |
8/889 |
3/956 |
|
ارداک |
9/35 |
0004/0 |
2/1959 |
97/12 |
30/3 |
025/0 |
5/40026 |
1/988 |
6/360647 |
399315 |
7/285503 |
3/809 |
731 |
|
رادکان |
3/46 |
0004/0 |
6/987 |
28/13 |
79/2 |
063/0 |
13784 |
868 |
4/356835 |
7/216909 |
8/131741 |
5/861 |
1/1437 |
|
کلات |
32 |
0004/0 |
65/669 |
88/12 |
80/2 |
049/0 |
7/11781 |
1/583 |
3/212843 |
135893 |
4/87395 |
2/811 |
6/1270 |
مطالعات نشان می‌دهد در هر سه روش یادشده حوضه‌های ارداک، کارده و فریزی، بیشترین میزان رسوب و حوضه‌های دیزباد و چکنه و گلمکان نیز، کمترین میزان رسوب سالیانه را دارند.
شکل 5. نمودار میزان رسوب سالیانة محاسبه‌شده با سه روش رسوب‌سنجی
بحث
میزان رسوب سالیانه در هر کیلومتر از حوضه‌های آبریز به‌منظور ارزیابی تأثیر هریک از شاخص‌های ژئومورفومتریک حوضة آبریز با استفاده از داده‌های واقعی سازمان آب منطقه‌ای محاسبه شد. بر این اساس حوضه‌های طرقبه، رادکان و طرق به ترتیب با میزان رسوب 05/07، 1533/1437 و 1275 تن در هر کیلومترمربع بیشترین میزان رسوب سالیانه را دارند و حوضه‌های ینگجه و بار و چکنه با میزان رسوب 462، 224 و 539 تن در کیلومترمربع، کمترین میزان رسوب را به خود اختصاص داده‌اند؛ این در حالی است که نتایج حاصل از روش سیکاسی و همکاران نشان می‌دهد حوضه‌های ارداک و کارده به ترتیب با 399315 و 358593 تن در سال، بیشترین میزان رسوب سالیانه و حوضه‌های دیزباد و چکنه به ترتیب با 8/39438 و 6/26993 تن در کل حوضه، کمترین میزان رسوب سالیانه را دارند. این نتایج با محاسبات انجام‌شده با روش حکیم‌خانی و عرب‌خدری نیز همخوانی دارد؛ به نحوی که حوضه‌های ارداک و کارده با میزان رسوب 7/285503 و 247328 تن در سال، بیشترین و حوضه‌های دیزباد و چکنه با 7/20319 و 21820 تن در سال در کل حوضه، کمترین رسوب سالیانه را دارند.
در ادامه به‌منظور ارزیابی تأثیر هریک از مؤلفه‌های مورفومتری حوضه‌های آبریز و میزان واقعی رسوب سالیانه از تحلیل‌های آماری رابطة خطی و ضریب همبستگی و ضریب تعیین بین پارامتر رسوب سالیانه (SS) (تن در هر کیلومترمربع) حوضه به‌منزلة متغیر مستقل و شاخص‌های مورفومتری حوضة آبریز و شبکة زهکشی از قبیل A, P, Re, Rf, H, S, Rb, BL, Ha, ∆a ga, FD, PQ به‌منزلة متغیر وابسته استفاده شد. شکل (6) رابطة خطی و مقدار ضریب همبستگی بین میزان رسوب سالیانه از هر کیلومترمربع حوضه و شاخص‌های یادشده را نشان می‌دهد. براساس نتایج پژوهش بین شاخص Ha, ∆a و میزان رسوب سالیانه ارتباط مستقیمی وجود دارد. ضریب تعیین بین آنها 83% است؛ با وجود این ارتباط معناداری بین شاخص ga و میزان رسوب سالیانه وجود ندارد. در حالت کلی رابطة مستقیمی بین Ha, ∆a, gaوجود دارد. نتایج حاصل از رگرسیون خطی نشان می‌دهد بین شاخص ناهنجاری سلسله‌مراتبی و رسوب سالیانه در کیلومترمربع ارتباط مستقیم وجود دارد و با افزایش ناهنجاری سلسله‌مراتبی میزان رسوب حوضه‌ها نیز افزایش می‌یابد؛ همچنین بین شاخص مساحت و محیط حوضه‌ها، طول آبراهه‌ها، نسبت دایره‌ای، تراکم زهکشی، تراکم ناهنجاری سلسله‌مراتبی و تعداد ناهنجاری سلسله‌مراتبی ارتباط مستقیم مثبت برقرار است و با افزایش هرکدام از شاخص‌های نامبرده میزان رسوب سالیانه در هر کیلومترمربع افزایش می‌یابد.
شکل 6. ضریب همبستگی میزان رسوب حوضه‌ها با استفاده از داده‌های سازمان آب منطقه‌ای (تن در کیلومترمربع در سال) با سایر ویژگی‌های مورفومتری حوضه
جدول 7. ماتریس همبستگی پیرسون و آمارة شاخص‌های پژوهش
|
شاخص‌های پژوهش |
آماره |
مساحت حوضه‌ها |
محیط |
میانگین ارتفاع |
میانگین شیب |
درصد سازندهای فرسایش‌پذیر |
تراکم گسل |
نسبت دایره‌ای |
نسبت کشیدگی |
طول آبراهه |
تراکم زهکشی |
نسبت انشعاب |
تعداد ناهنجاری سلسله‌مراتبی |
شاخص ناهنجاری سلسله‌مراتبی |
تراکم ناهنجاری سلسله‌مراتبی |
شاخص‌های پژوهش |
|
رسوب سالیانه در هر کیلومترمربع از حوضه |
معادله |
y = 0.0889x + 83.503 |
y = 23.558x + 40586 |
y = -0.124x + 2292.1 |
y = 0.0006x + 21.81 |
y = 0.0113x + 55.21 |
y = -6E-08x + 0.0005 |
y = 0.0003x + 0.4498 |
y = -0.0002x + 1.2011 |
y = 0.3537x + 342.51 |
y = 1E-05x + 4.0663 |
y = 2E-05x + 3.5356 |
y = 1.7461x + 1238.5 |
y = 0.0003x + 1.317 |
y = 0.0021x + 14.814 |
معادله |
|
R2 |
0528/0 |
0903/0 |
0573/0 |
001/0 |
0372/0 |
0696/0 |
023/0 |
0979/0 |
0538/0 |
0005/0 |
0001/0 |
0618/0 |
0779/0 |
0326/0 |
R2 |
|
|
PC |
230/0 |
301/0 |
239/0 |
042/0 |
192/0 |
264/0- |
152/0 |
313/0- |
232/0 |
022/0 |
010/0 |
249/0 |
279/0 |
18/0 |
PC |
|
|
2σ |
375/0 |
241/0 |
355/0 |
873/0 |
459/0 |
306/0 |
561/0 |
221/0 |
370/0 |
934/0 |
970/0 |
336/0 |
278/0 |
488/0 |
2σ |
|
|
cov |
16/10999 |
05/291603 |
1/15347- |
95/75- |
07/839 |
01/0- |
25/34 |
04/24- |
99/43781 |
37/1 |
57/2 |
52/216134 |
24/36 |
48/260 |
cov |
در جدول (7) ماتریس همبستگی پیرسون به همراه شاخص R2 و واریانس 2σ آورده شده است. بین شاخص‌های نسبت کشیدگی (Rf)، نسبت انشعابات (Rb) و ارتفاع متوسط حوضه‌ها (H) و رسوب حوضه‌ها همبستگی وجود ندارد و این نشان‌دهندة ارتباط‌نداشتن این شاخص‌ها با رسوب حوضه‌هاست. دربارة نسبت کشیدگی طبیعی است که حوضه‌ای با نسبت کشیدگی کمتر و ضریب انشعاب کمتر دایره‌ای‌شکل است و درنتیجه رسوب‌دهی بیشتری دارد. حوضه‌های واقع در رشته‌کوه بینالود از ارتفاع نسبی بیشتری نسبت به سایر حوضه‌ها برخوردارند؛ با وجود این عامل، وسعت کم حوضه‌ها و بارش کمتر نسبت به حوضه‌های کپه‌داغ باعث شده است این حوضه‌ها رسوب سالیانة کمتری نسبت به سایر حوضه‌ها داشته باشند.
نتیجه‌گیری و پیشنهادها
در این پژوهش با هدف کشف ارتباط مؤلفه‌های کمّی شبکة زهکشی و میزان رسوب حوضه‌ها، 17 حوضة آبریز بزرگ با شرایط ویژه در شمال شرق کشور انتخاب و مؤلفة مورفومتری آنها با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی 30 متر تولیدشده از ماهوارۀ استر و همچنین نقشه‌های توپوگرافی 1:20000 سازمان نقشه‌برداری کشور محاسبه شد. در این پژوهش از
15 مؤلفة اصلی حوضة آبریز و شبکة زهکشی که در میزان رسوب حوضه‌ها تأثیر دارند شامل مساحت، محیط، نسبت دایره‌ای، نسبت کشیدگی، میانگین ارتفاع، میانگین شیب، تراکم زهکشی، فرکانس زهکشی، طول آبراهه‌ها، تراکم گسلی، درصد سازندهای حساس به فرسایش، نسبت انشعابات، تعداد ناهنجاری سلسله‌مراتبی، شاخص ناهنجاری سلسله‌مراتبی و تراکم ناهنجاری سلسله‌مراتبی، استفاده شد و محاسبه شدند. نتایج حاصل از روش سیکاسی و همکاران نشان می‌دهد حوضه‌های ارداک و کارده به ترتیب با 399315 و 358593 تن در سال، بیشترین میزان رسوب سالیانه و حوضه‌های دیزباد و چکنه به ترتیب با 8/39438 و 6/26993 تن در کل حوضه، کمترین میزان رسوب سالیانه را دارند.
روش حکیم‌خانی و عرب‌خدری نیز نشان داد حوضه‌های ارداک و کارده با میزان رسوب 7/285503 و 247328 تن در سال، بیشترین و حوضه‌های دیزباد و چکنه با 7/20319 و 21820 تن در سال در کل حوضه، کمترین رسوب سالیانه را دارند؛ همچنین نتایج حاصل از داده‌های سازمان آب منطقه‌ای خراسان رضوی و منحنی سنجه و رسوب نشان داد حوضه‌های طرقبه و رادکان به ترتیب با 05/1533 و 07/1437 تن در هر کیلومترمربع بیشترین میزان رسوب سالیانه و حوضه‌های ینگجه و باراریه به ترتیب با 12/224 و 35/462 تن در هر کیلومترمربع کمترین میزان رسوب سالیانه را دارند.
مهم‌ترین مرحله در هر پژوهش علمی، اعتبارسنجی داده‌های پژوهش است. بدین منظور آمار رسوب حوضه‌ها (تن در روز از کل حوضه) دسته‌بندی و پس از پردازش، داده‌های دارای خطا حذف شد. با توجه به اینکه داده‌های برداشت‌شده از رسوب با روش نمونه‌برداری روزانه است، بنابراین با استفاده از نسبت رسوب به دبی و همچنین آمار دبی ماهیانة این ایستگاه‌ها، میزان رسوب سالیانة هریک از ایستگاههای پژوهش محاسبه شد. براساس بررسی‌ها، حوضه‌های طرقبه، رادکان و طرق به ترتیب با میزان رسوب 05/07، 1533/1437 و 1275 تن در هر کیلومترمربع، بیشترین میزان رسوب سالیانه را دارند و حوضه‌های ینگجه و بار و چکنه با میزان رسوب 462، 224 و 539 تن در کیلومترمربع، کمترین میزان رسوب را به خود اختصاص داده‌اند. در ادامه میزان رسوب سالیانه در هر کیلومترمربع مبنای تحلیل رگرسیون قرار گرفت و ارتباط آن با هریک از شاخص‌های یادشده با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون محاسبه و تحلیل شد.
نتایج پژوهش براساس جدول (6) نشان می‌دهد محیط و مساحت حوضه به ترتیب با ضریب 301/0 و 230/0، بیشترین همبستگی پیرسون را با میزان رسوب سالیانه دارند. درنتیجه وسعت حوضة آبریز، عامل بسیار مهمی در افزایش روان‌آب و پیرو آن افزایش میزان رسوب است؛ همچنین شاخص‌های ناهنجاری سلسله‌مراتبی، تعداد ناهنجاری سلسله‌مراتبی، طول آبراهه و تراکم ناهنجاری سلسله‌مراتبی نیز رابطة مستقیمی با میزان رسوب سالیانه دارند؛ به نحوی که ضریب پیرسون آنها به ترتیب 279/0، 249/0، 232/0 و 180/0 محاسبه شده است. درنتیجه هر حوضه‌ای که در شبکة زهکشی آن آنومالی و ناهنجاری وجود داشته باشد، میزان رسوب سالیانة (کیلومترمربع) بیشتری نیز داشته است؛ همچنین با افزایش طول آبراهه نیز میزان رسوب سالیانه افزایش داشته است. شاخص نسبت دایره‌ای با ضریب همبستگی پیرسون 152/0 و ضریب تعیین 02/0 است؛ درنتیجه هر حوضه‌ای که ضریب گردآوری زیادی دارد، شدت روان‌آب و پیرو آن رسوب بیشتری نیز داشته است. شاخص‌های نسبت کشیدگی و میانگین ارتفاع، همبستگی منفی با میزان رسوب سالیانه دارد و در حوضه‌های پژوهش تأثیری در میزان رسوب سالیانه نداشته است. شاخص‌های تراکم زهکشی، نسبت انشعابات، درصد واحدهای فرسایش‌پذیر میانگین شیب به ترتیب با ضریب همبستگی 022/0، 010/0، 037/0 و 042/0، ارتباط نسبتاً ضعیفی با میزان رسوب سالیانه دارد.
در حالت کلی بررسی‌ها نشان می‌دهد حوضه‌های واقع در دامنة جنوبی هزار مسجد میزان رسوب بیشتری نسبت به سایر حوضه‌ها دارند. حوضه‌های دامنة جنوبی بینالود نیز با وجود وسعت کم و سازندهای سخت و سنگی میزان رسوب سالیانة زیادی در واحد سطح دارند که عواملی چون شیب و ارتفاع زیاد در این حوضه‌ها تأثیر مستقیمی در میزان رسوب سالیانة آنها داشته است.
بررسی‌ها نشان می‌دهد نتایج روش سیکاسی و همکاران (1987) و روش حکیم‌خانی و عرب‌خدری (1385) تا حدودی نزدیک به آمار رسوب سازمان آب منطقه‌ای است؛ اما این نتایج به‌شدت متأثر از مساحت حوضه‌هاست و روش معتبری برای برآورد رسوب نیست؛ از سوی دیگر میزان و شدت بارش سالیانه، نوع خاک و کاربری اراضی، از مهم‌ترین عوامل افزایش رسوب محسوب می‌شوند که در روش‌های یادشده لحاظ نشده‌اند. با توجه به وجود تشکیلات لس، مارن و گچ در بعضی حوضه‌ها، فرسایش خندقی در این روش‌ها لحاظ نشده است؛ این در حالی است که گالی‌ها، مهم‌ترین عارضة فرسایش در حجم وسیع محسوب می‌شوند که میلیون‌ها تن خاک مرغوب را از دسترس خارج می‌کنند؛ بنابراین پیشنهاد می‌شود به‌منظور برآورد رسوب حوضه‌ها، یک مدل منطقه‌ای ارائه شود که علاوه بر شاخص‌های مورفومتری حوضة آبریز، شاخص‌هایی چون کمیت و کیفیت بارش، ساختار خاک، کاربری اراضی و پوشش گیاهی نیز ارزیابی شود تا نتایجی دقیق و واقعی‌تر از میزان رسوب حوضه‌ها به دست آید.
شاخص‌های ژئومورفومتری به‌طور کامل و دقیق مبین میزان رسوب سالیانة حوضه‌های آبریز نیست و عوامل هیدرولوژیکی، انسانی و اقلیمی نیز باید لحاظ شود؛ با وجود این عوامل مورفومتری حوضة آبریز با تأثیر بر سایر شاخص‌های محیطی و اقلیمی تا حدودی تعیین‌کنندة میزان رسوب و فرسایش در حوضه‌های آبریزند. این قبیل مطالعات نشان‌دهندة روابط بین مؤلفه‌های مورفومتری حوضة آبریز، فرایندها و محصولات رسوبی حوضه‌هاست و روند تکامل ژئومورفولوژیکی حوضه‌های آبریز را ارزیابی و تحلیل می‌کند.
)
