تحليل ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي در رسوبات پشت بندهاي اصلاحي متوالي

Analysis of Physicochemical Properties of Sediments Trapped in Successive Check Dams

بندهاي اصلاحي به ‌طور گسترده در پروژه هاي مهار فرسايش اراضي بالادست حوزه ها به ‌ويژه در مناطق خشك و نيمه خشك مورد استفاده قرار گرفته اند. اين سازه ها با به دام انداختن بار رسوبي جريان هاي سيلابي، مقدار رسوب ورودي به رودخانه هاي اصلي را مهار كرده و كاهش مي دهند. رسوبات انباشته‌شده در پشت بندها با كاهش شيب آبراهه امكان استقرار گياهان و آغاز عمليات بيولوژيكي كنترل فرسايش خاك را فراهم مي آورند. ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي رسوبات انباشته‌شده در پشت بندها نقش مهمي در تعيين رفتار آن ها از جنبه هاي مختلف نظير نگه‌داشت آب و نفوذ آن در خاك و نگه‌داشت عناصر غذايي و آلاينده ها ايفا مي نمايد. از اين رو، هدف از اين مطالعه، بررسي تحليلي ويژگي هاي رسوبات تعدادي از بندهاي اصلاحي متوالي بود. براي اين منظور 4 آبراهه در دو منطقه از شهرستان اروميه در شمال غرب ايران انتخاب شد. نتايج نشان داد كه ميانگين مقدار شن در نمونه هاي رسوب آبراهه ها بين 4/54 تا 4/88 درصد متغير بوده و بافت نمونه هاي رسوب نيز اغلب شني تا لوم شني بوده است. به دليل خروج ذرات ريز رسوبات از سيستم بندهاي متوالي، رسوبات پشت بندها در مقايسه با خاك دامنه از نظر عناصر غذايي فقيرتر بوده و ميانگين نسبت غني شدن عناصر N، P و K در رسوبات به ترتيب برابر با 53/0، 66/0 و 6/0 به دست آمد. در بندهاي نيمه پر به دليل وقوع فرآيند ترسيب انتخابي، ويژگي هاي رسوبات در طول آبراهه به شكل منظم تغيير يافته و مقدار رس و عناصر غذايي در بندهاي پايين دست بيش تر از بندهاي بالادست بود. در مجموع بندها توانايي نگه‌داشت تمامي ذرات رسوب جريان هاي سيلابي را نداشته و بخش زيادي از ذرات با قطر كم تر از 2 ميكرون به صورت بار معلق بندها را ترك مي نمايند. تجزيه به مؤلفه‌هاي اصلي ويژگي هاي رسوبات شامل، pH، EC، ماده آلي، فسفر، نيتروژن، پتاسيم، رس، شن و سيلت نشان داد كه مقدار شن و سيلت به همراه محتواي عناصر غذايي فسفر، نيتروژن و پتاسيم نقش مهمتري در تبيين ويژگي هاي رسوبات داشته و به عنوان ويژگي هاي كليدي در تفكيك نمونه هاي رسوب بندها محسوب مي شوند.

Check dams have been widely used in erosion control projects of upland areas especially in arid and semi arid regions. These structures control and reduce the amount of sediments entering main rivers by trapping the sediment load of floods. Trapped sediments by check dam systems reduce the slope of gully and provide ideal condition to starting biological measures of erosion control such as vegetation cover establishment. Physical and chemical properties of check dam sediments have major role in determining the different aspects of their behavior like water holding capacity, water infiltration rate, and controlling nutrient loss and pollutants transportation. This study aims to analyze physicochemical properties of sediments in some successive check dam systems. The study was carried out in four seasonal waterways from two different region of Urmia city, northwestern Iran. Results indicated that the average sand content of the sediments in waterways lies between 54.4 and 88.4 percent. Sediments samples with sandy and loamy sand texture were coarser than the original soils of the adjacent hillslopes. Sediments were poor in macronutrients in comparison with original soils and the enrichment ratio of the N, P, and K were 0.53, 0.66 and 0.60 respectively. In the partially filled check dam systems, as a result of selective sediment deposition, sediment characteristics change regularly and the amount of clay and macro nutrients were higher in the downstream dams than the upstream dams. Results indicated that the check dam systems are not able to trap all sediment sizes and the great amounts of particles smaller than 2 micrometer in diameter, passed through the system in the form of suspended load. Principle component analysis of sediment properties strongly suggested the importance of macronutrients with sand and silt content in characterization of sediment properties.