مقایسۀ توزیع اندازة ذرات رسوبات معادن شن و ماسۀ کوهی و رودخانه‌ای شهرستان ارومیه

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختة کارشناسی ارشد/گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 دانشیار/ گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکدة مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم و کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 دانشیار/گروه علوم خاک، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

معادن شن و ماسه از مهم‌ترین معادن فعال کشور بوده و نقش مهمی در پیش‌برد پروژه‌های عمرانی دارد. توزیع اندازۀ ذرات رسوبات، یکی از خصوصیاتی است که بر سایر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن تأثیر دارد. هدف از این پژوهش، بررسی دانه‌بندی رسوبات برداشت‌شده از 26 معدن شن و ماسة شهرستان ارومیه است که 19 معدن از نوع معادن شن و ماسة کوهی و هفت معدن نیز جزو معادن رودخانه‌ای است. برای این منظور از حوضچه‌های رسوب معادن، نمونه‌برداری و توزیع اندازة ذرات آن‌ها به روش هیدرومتری انجام شد. با بررسی هر یک از معادن، در بازدید میدانی از حوضچه‌های رسوب، نمونه‌گیری رسوب از آن‌ها صورت گرفت. برای نمونه‌برداری از هر معدن، از سه نقطة مختلف حوضچۀ آرامش (ورودی، میانه و انتهای حوضچه) تعداد سه نمونه به‌صورت عمقی (عمق تقریبی یک الی 20 سانتی‌متر) و مرکب از پروفیل تجمع رسوبات با وزن تقریبی یک کیلوگرم برداشت شد. به‌منظور توصیف رسوبات از چهار مدل ریاضی توزیع اندازۀ رسوبات شامل مدل ویبول، فردلاند، ون‌گنوختن و جکی استفاده شد. برای ارزیابی دقت مدل‌های دانه‌بندی ذرات رسوب، از شش ضریب کارایی استفاده شد. نتایج نشان‌دهنده تفاوت میزان ذرات تشکیل‌دهندة رسوبات رودخانه‌ای و کوهی است و اختلاف بسیار کمی بین رسوبات رودخانه‌ای و کوهی از نظر مقدار ذرات تشکیل‌دهنده وجود دارد. در رسوبات کوهی، میزان رس، سیلت و شن خیلی ریز بیش‌تر از رسوبات رودخانه‌ای بوده و مقدار شن در رسوبات رودخانه‌ای بیش‌تر از رسوبات کوهی است. نتایج دانه‌بندی رسوبات نشان داد مدل فردلاند نسبت به سایر مدل‌ها، کارایی بهتری در توصیف توزیع اندازة رسوبات داشت. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده از نمونه‌های آنالیز شده در مثلث بافت خاک، نمونه‌های برداشت‌شده از معادن کوهی و رودخانه‌ای به‌ترتیب در کلاس بافتی لومی شنی و شنی لومی بودند، لذا دارای بافت ریز تا متوسط دانه هستند. بر اساس نتایج دانه‌بندی رسوبات، بیش‌تر درصد رسوبات را به‌ترتیب شن، سیلت و شن بسیار ریز و رس تشکیل می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


Afrasiabi, F., Khodaverdiloo, H., & Asadzadeh, F. (2017). Characterizing the error structure of selected soil particle size distribution models. Journal of Water and Soil, 31(4), 1135-1147 (in Persian).
Asadzadeh, F., Jalalzadeh, S., & Samadi, A. (2017). Comparison of the physical and chemical properties of the bed and suspended sediments of the Roze-Chay River. Journal of Water and Soil Conservation, 24(2), 273-288 (in Persian).
Asadzadeh, F. (2018). Evaluation of prediction in some particle size distribution models for river sediments. Iranian Journal of Soil Research, 31(4), 587-599 (in Persian).
Asghari Sereskanrood, S. (2005). Analyzing the effects of gravel and sand mining on the morphology of Grango River (between Sahand Dam to Khorasanak village). Hydrogeomorphology, 1, 21-39 (in Persian).
Boadu, F.K. (2000). Hydraulic conductivity of soils from grain-size distribution: new models. Journal of Geotechnical and Geo-environmental Engineering, 126(8), 739-746.
Botula, Y.D., Cornelis, W.M., Baert, G., Mafuka, P. & Van Ranst, E. (2013). Particle size distribution models for soils of the humid tropics. Journal of Soils and Sediments, 13(4), 686-698.
Buchan, G.D., Grewal, K.S., & Robson, A.B. (1993). Improved models of particle- size distribution: An illustration of model comparison techniques. Soil Science Society of America Journal, 57, 901- 908.
Cronican, A.E., & Gribb, M.M. (2004). Hydraulic conductivity prediction for sandy soils. Groundwater, 42(3), 459-464.
Esmaeelnejad, L., Siavashi, F., Seyedmohammadi, J., & Shabanpour, M. (2016). The best mathematical models describing particle size distribution of soils. Modeling Earth Systems and Environment, 2(4), 1-11.
Fang, Z., Patterson, B.R., & Turner Jr, M.E. (1993). Modeling particle size distributions by the Weibull distribution function. Materials Characterization, 31(3), 177-182.
Flemming, B.W. (2007). The influence of grain-size analysis methods and sediment mixing on curve shapes and textural parameters: implications for sediment trend analysis. Sedimentary Geology, 202(3), 425-435.
Fredlund, M.D., Wilson, G.W., & Fredlund, D.G. (2002). Use of the grain-size distribution for estimation of the soil-water characteristic curve. Canadian Geotechnical Journal, 39(5), 1103-1117.
Haverkamp, R.T., & Parlange, J.Y. (1986). Predicting the water-retention curve from particle-size distribution: 1. Sandy soils without organic matter1. Soil Sciences, 142(6), 325-339.
Hwang, S.I., Lee, K.P., Lee, D.S., & Powers, S.E. (2002). Models for estimating soil particle-size distributions. Soil Science Society of America Journal, 66(4), 1143-1150.
Hwang, S.I. (2004). Effect of texture on the performance of soil particle-size distribution models. Geoderma, 123(3), 363-371.
Krause, P., Boyle, D.P., & Bäse, F. (2005). Comparison of different efficiency criteria for hydrological model assessment. Advances in Geosciences, 5, 89-97.
Kondolf, G.M. (1994). Geomorphic and environmental effects of instream gravel mining. Landscape and Urban Planning, 28, 225-243.
 Mahmoodi, Z., Bahremand, A.R., Abdollahi, Kh., Sadoddin, A., Kuhestani, Sh., & Komaki, Ch.B. (2020). Investigation of temporal and spatial variations of water balance components and hydrograph separation of Arazkouse watershed through groundwater recharge modeling using WetSpass model. Journal of Water and Soil Conservation, 27(1), 27-47 (in Persian).
Rastgo, M., Bayat, H., & Ebrahimi, E. (2014). The effect of textural groups on the fitting capability of soil particle size distribution curve models. Journal of Water and Soil, 28(1), 111-126 (in Persian).
Rezaee Abajelu, E., Behmanesh, J., Mohammad Nejhad, B., Zeynalzadeh, K., & Habibzadeh Azar, B. (2013). Evaluation of pedotransfer Functions in estimating saturated water content of limy soils. Journal of Irrigation and Water Engineering, 3(4), 71-82 (in Persian).
Shahnavaz, M., Charm, M., & Hasounipourzadeh, H. (2009). Study of the physicochemical characteristics and heavy metal of concentrations sediments of the Karoon river for their application in agriculture. Water and Wastewater, 20(3), 94-98 (in Persian).
Shangguan, W., Dai, Y., García-Gutiérrez, C., & Yuan, H. (2014). Particle-size distribution models for the conversion of chinese data to FAO/USDA System. The Scientific World Journal, 1-11.
Sigua, G.C., Holtcamp, M.L., & Coleman, S.W. (2004). Assessing the efficacy of degraded materials from Lakepanasoffkee, Florida: Implication to environment and agriculture- Part 2: Pasture establishment and forage productivity. Environmental Science and Pollution Research, 11, 394-399.
Yang, X., Lee, J., Barker, D.E., Wang, X., & Zhang, Y. (2012). Comparison of six particle size distribution models on the goodness-of-fit to particulate matter sampled from animal buildings. Journal of the Air & Waste Management Association, 62(6), 725-735.
Zhao, P., Shao, M.A., & Horton, R. (2011). Performance of soil particle-size distribution models for describing deposited soils adjacent to constructed dams in the China Loess Plateau. Acta Geophysica, 59(1), 124-138.
Zolfaghari, A.S., Tirgar Soltani, M.T., Yazdani, M.R., & Soleimani Sardo, E. (2014). Investigation of models for describing soil particle size distribution. Iranian Journal of Soil and Water Research, 45(2), 199-209 (in Persian).