انگشت‌نگاري منابع رسوب ته‌نشين شده در بستر رودخانه با استفاده از ردياب‌هاي ژئوشيميايي و مدل تركيبي در حوضه‌اي با فرسايش خندقي شديد

مقدمه تشديد فرسايش آبي يك تهديد محيط زيستي در قاره ‌هاي مختلف است كه بار رسوب معلق در سامانه ‌هاي رودخانه‌ اي منتج شده از فرسايش تشديدي به‌دليل فعاليت ‌هاي انساني نيز يك تهديد جدي براي مديريت پايدار آبخيزها و خدمات اكوسيستم در سراسر دنيا محسوب مي ‌شود. شناسايي منابع رسوب در آبخيزها به‌ منظور كاهش اثرات منفي آنها شامل اثرات درون منطقه‌ اي (مانند كاهش ضخامت و ماده آلي خاك، تخريب ساختمان خاك و غيره) و برون منطقه‌ اي و حل مشكلاتي مانند بيش‌غذايي و ته‌نشست رسوبات در مخزن سدها، لازم است. از بين روش ‌هاي مستقيم و غيرمستقيم مورد استفاده براي مطالعه منشا رسوب، انگشت ‌نگاري رسوب، روشي موثر براي تعيين سهم منابع رسوب (شامل اراضي كشاورزي، مرتعي، باير و اراضي داراي فرسايش خندقي) در داخل يك آبخيز است. كاربرد موفقيت‌ آميز اين روش در محيط‌ هاي مختلف آبي و بادي گزارش شده است. در نتيجه، در پژوهش حاضر، به‌‌منظور شناسايي و كمي ‌كردن سهم منابع رسوب داخل حوزه آبخيز فارغان در استان هرمزگان، از روش انگشت‌نگاري رسوب استفاده شد. مواد و روش‌ها براي انجام پژوهش، تعداد 38 نمونه سطحي (صفر تا پنج سانتي ‌متر) به‌صورت تصادفي-سيستماتيك و با در نظر گرفتن توزيع مناسب از منابع بالقوه توليد كننده رسوب شامل هشت نمونه از اراضي كشاورزي، 18 نمونه از محل داراي فرسايش خندقي و 12 نمونه از اراضي باير و مرتعي و شش نمونه از رسوبات خروجي حوضه جمع آوري شد. پس از آماده ‌سازي نمونه‌ ها، غلظت عناصر ژئوشيميايي شامل عناصر اصلي، نادر خاكي و كمياب، با استفاده از دستگاه ICO_OES در آزمايشگاه مركزي دانشگاه هرمزگان، اندازه‌ گيري شد. به‌منظور كمي ‌كردن سهم منابع رسوب، با استفاده از تحليل تابع تشخيص، پنج ويژگي شامل تلوريوم (Te)، زيركونيوم (Zr)، تانتال (Ta)، بريليوم (Be) و سديم (Na)، به‌عنوان ردياب ‌هاي نهايي شناسايي شدند. در نهايت، با استفاده از مدل تركيبي، سهم نسبي هر يك از منابع رسوب به‌دست آمد. نتايج و بحث طبق نتايج به‌دست آمده، 16.7 درصد سهم رسوبات مورد بررسي مربوط به كاربري كشاورزي، 50.6 درصد مربوط به خندق و 32.7 درصد مربوط به كاربري مرتع و باير است. بر اساس نتايج، تركيبي از Te، Zr، Ta، Be و Na قادر است كه 87.5 درصد از نمونه ‌هاي برداشت شده از سه منبع شامل اراضي كشاورزي، فرسايش خندقي و اراضي باير و مراتع را به درستي طبقه ‌بندي كند. از اين رو، سهم خندق در توليد رسوب از كاربري ‌هاي كشاورزي و اراضي باير و مرتعي مورد بررسي، بيشتر است. قسمت ‌هاي مركزي حوضه نسبت به فرسايش خندقي حساسيت بالايي دارند، زيرا سازندهاي زمين‌شناسي غالب در حوضه، بيشتر شامل بنگستان و همچنين، سازندهاي آغاجاري و ميشان است. سازند ميشان، متشكل از لايه ‌هاي عمدتا مارني و آهكي است و رخنمون‌هاي سازند آغاجاري متشكل از ماسه‌سنگ و مارن است. اراضي مسطح دشت را آبرفت ‌هاي دوران چهارم زمين‌شناسي تشكيل مي ‌دهند كه حاصل فرسايش سازندهاي آغاجاري، ميشان و سازندهاي قديمي‌تر هستند. همچنين، به‌دليل اين‌كه مناطق مركزي حوضه داراي شيب كمي بوده، خاك منطقه شامل خاك ‌هاي جوان و فاقد تكامل است و استفاده نادرست از كاربري ‌هاي منطقه باعث شده است، حساسيت به فرسايش خندقي در قسمت مركزي حوضه بالا باشد. نتيجه‌گيري انگشت‌ نگاري منبع رسوبات، يك تكنيك مفيد به‌منظور بررسي منشا رسوبات در محيط‌ هاي رسوبي اعم از بادي و رودخانه‌اي است. سهم‌هاي تخمين زده شده مي‌ تواند در راستاي برنامه ‌هاي مديريت منابع آب و خاك به مهندسين آبخيز كمك كند. به‌دليل تغييرپذيري واحدهاي زمين ‌شناسي از يك منطقه به منطقه ديگر، نوع مديريت كاربري اراضي و نوع واحدهاي خاك هر منطقه، ردياب ‌هاي انتخابي براي هر منطقه متفاوت است. به همين علت، تا كنون محققان قادر به ارائه يك دستورالعمل جامع براي انتخاب ردياب ‌هاي بهينه در تمامي مناطق نبوده‌ اند. اين موضوع يكي از چالش ‌هاي اصلي روش انگشت ‌نگاري رسوب است كه در صورت غلبه بر اين چالش، مي ‌توان بخش زيادي از هزينه ‌هاي پژوهش كه صرف اندازه‌گيري ردياب ‌هاي مازاد مي ‌شوند را كاهش داد.