این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
پژوهش های فرسایش محیطی، جلد ۶، شماره ۴، صفحات ۸۱-۱۰۳

عنوان فارسی تعیین سهم سازندها و کاربری اراضی در فرسایش و رسوب برپایه مدل ترکیبی (مطالعه موردی: حوضه‌آبخیز تنک بستانک شیراز)
چکیده فارسی مقاله در راستای کنترل فرسایش، رسوب و حفاظت خاک، شناخت منابع تولید رسوب و تعیین سهم­ نسبی هر یک از منابع برای تعیین فعالیّت­های مدیریتی مناسب نقش به­سزایی دارد. کارآیی روش منشأیابی با ردیاب­ها یا انگشت­نگاری به­عنوان روشی موفّق و مؤثر، برای تعیین منابع رسوبات به اثبات رسیده­است. هدف از تحقیق حاضر، تعیین سهم سازندها و کاربری­های اراضی مختلف بر فرسایش و رسوب است که با استفاده از مدل­ ترکیبی هوگس صورت گرفت؛ بدین منظور 43 نمونه­ی­ سطحی جمع­آوری شد که از میان آنها ذرات کمتر از 63 میکرون به­عنوان هدف آزمایش قرار گرفتند. به­منظور اندازه­گیری عناصر ژئوشیمیایی از دستگاه ICP-AES و برای اندازه­گیری ایزوتوپ­های استرانسیوم (87Sr و 86Sr) و نئودیمیوم (143Nd و 144Nd) از دستگاه ICP-MS استفاده شد. برای یافتن بهترین پاسخ در حل این مدل، از سه روش الگوریتم ژنتیک، بهینه­سازی لوکال و شبیه­سازی مونت­کارلو استفاده شد و برای تعیین ضریب کارآیی مناسب مدل، از شاخص GOF. عناصر کربن، مس، سیلیکون و تیتانیوم به­عنوان ترکیب بهینه­ی ردیاب­ها برای تفکیک سهم واحدهای کاربری اراضی و عناصر استرانسیوم، تیتانیوم، مس و نسبت ایزوتوپی نئودیمیوم 144/143 به­عنوان بهترین ترکیب بهینه برای تفکیک سهم سازندهای زمین­شناسی انتخاب شدند. نتایج نشان داد روش بهینه­سازی لوکال، با شاخص GOF 94/99 درصد در واحد سازندها و روش بهینه­سازی الگوریتم ژنتیک، با شاخص GOF 84/97 درصد در واحد کاربری اراضی بیشترین مقادیردقّت را دارند. بیشترین سهم منابع تولید رسوب در واحد سازندها به­ترتیب مربوط به سازندهای آسماری و کواترنر معادل 51/84 و 37/5 درصد و بیشترین سهم­ منابع تولید رسوب در واحد کاربری­های اراضی مربوط به کاربری­های مراتع و جنگل­ها، به­ترتیب معادل 04/63 و 81/31 درصد است. سازندهای پابده­گورپی و بختیاری به­ترتیب با امتیاز 24/0 و 27/0 و اراضی زراعی و جنگلی به ترتیب با امتیاز 022/0 و 55/0 نسبت به بقیّه­ی سازندها و کاربری­های اراضی کمترین اهمیّت نسبی را به­ خود اختصاص دادند و برای مدیریت اراضی در اولویّت قرار ندارند.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله

عنوان انگلیسی Using Mixed Models to Determine the Contribution of Land Use and Geology Formation in Erosion and Sediment Yield: A Case Study of Tange Bostanak Watershed in Fars province, Iran
چکیده انگلیسی مقاله Introduction Many catchment erosion studies focus on formation and land use as the primary source of sediment. It is important to improve information on sediment sources, especially in large catchments and sediment source information which can support catchment management decisions. Erosion control projects need to be understood as the relative contributions of different sediment sources from catchments. Fingerprinting methods identify soil erosion sources where geologic variations or different land uses span watershed boundaries. Sediment fingerprinting studies often rely on the collection of sediment from different sources within a catchment. Few studies have focused on using the Hughes mixed model to identify sediment sources. This model can quickly process a large number of samples from the main samples based on Monte Carlo simulation. The main objectives of this research were to determine the contribution of sediment sources by applying a fingerprinting mixing model in a Tange Bostanak drainage catchment. Material and Methods. Case Study Our study area was located in the Tange Bostanak catchment (30°16′ to 30°25′ N and 52°03′ to 52°13′ E),in the Southern Zagros Mountains, 80 km Northwest of Shiraz, Iran. The drainage area of the Tange Bostanak catchment is 81.73 km2. Sediment source samples were collected throughout the study catchment from each of the three principal source types (cultivated land, pasture, forest, gardens and also six formations in catchment). 43 representative samples were collected from these potential sources at different locations within the study catchment. Samples were initially oven-dried to 40 °C in order to remove the bias associated with the grain-size effects, only the < 63 μm soil and sediment fraction, obtained by dry sieving, was taken for tracer analysis. To discriminate sediment sources, two stages were performed to confirm the discrimination of the potential sediment sources within each land use and six formations. The first step was based on the use of the Kruskal–Wallis H-test to discriminate the potential sources by the fingerprint properties. Stepwise multivariate discriminant function analysis (DFA) was applied to identify the optimum combination of the tracers passing the Kruskal–Wallis H-test for maximizing the discrimination between the potential sources. The multivariate mixed model involves minimizing the sum of squares of residuals between the predicted tracer values for each source in the sediment samples and those observed, which is an optimization problem. A Monte Carlo mixed model was used to predict the relative contribution of each of the sources. The Hughes mixed model was used for both the geochemical and radionuclide tracing. In the mixed model, individual sample concentrations were denoted by Ci,j,k, where i=source index (i=1, …, I; I=3 for erosion sources and I=4 for rock type sources), j=sample number index (j=1,…, J; J is 10 for both the geochemical and radionuclide tracing) and each sample has k constituent concentrations (k=1, …, K; K=2 for radionuclide tracing and K=9 for geochemical tracing). For each Monte Carlo iteration (l) and for each source (i), j is randomly selected and Ci,j,k,l is used to calculate source-weighted composite concentrations: Eq.1 Where l=1,…, 1000 and ρˆi is the proportion contributed from each sediment type source. The relative contribution of each erosion type source, ρˆj must meet the following constraints: For each geochemical property/radionuclide tracer, the average concentration of C is calculated over 1000 iterations using: Eq.2 The best estimate of the relative contribution (ρˆi) of each erosion type/rock type was determined by minimizing the sum of squares of the deviations of the concentration calculated in Eq. (2) from the measured geochemical property/radionuclide tracer concentration of the deposit (Cd): Eq.3 Also, the genetic algorithm, local optimization and Monte Carlo simulation were used to solve the following equation. Results and Discussion C, N, Cu, Ti, Si and Sr were identified by the Kruskal–Wallis test to discriminate the potential sediment sources in land use and Nd, Si, C, N, Ti and Nd144/Nd143 were identified by the Kruskal–Wallis test to discriminate the potential sediment sources in the formations. In stepwise multivariate discriminant function analysis, four tracers(C, Cu, Si, Ti) were capable of correctly distinguishing the land use source type. Four tracers (Nd143/144, Cu, Si, Ti) verified the ability to discriminate between geology information source categories. The results on geology information showed that the mean relative contributions related to the areas of Asmary (84.51%) and Quaternary (5.37%) were highest, respectively in Local optimization with 99.94 GOF index. For land uses, the results showed that the GOF index with 97.84 associated with GA optimization were the greatest. The relative contributions related to the areas of range lands (63.04%) and forest (31.81%) were the highest, respectively. Pabedeh Gorpi and Bakhtyari information with 0.24 and 0.27 were the lowest relative importance; also cultivation and forest land uses with 0.022 and 0.55 were the lowest relative importance, respectively. This study suggested that the future sediment fingerprinting studies use models that combine the best explanatory parameters provided by the Hughes (relying on iterations involving all data, and not only their mean values) models with the optimization using genetic algorithms to best predict the relative contribution of sediment sources. Comparing the applications in this catchment, the Hughes mixed model appears a more robust method in Tange Bostanak catchment using the GA optimization method.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله

نویسندگان مقاله احمد نوحه گر | ahmad nohegar
دانشگاه تهران
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه تهران (Tehran university)

محمد کاظمی | mohamad kazemi
دانشگاه هرمزگان
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه هرمزگان (Hormozgan university)

سید جواد احمدی | javad ahmadi
سازمان انرژی اتمی
سازمان اصلی تایید شده: سازمان انرژی اتمی (Atomic energy organization)

حمید غلامی | hamid gholami
دانشگاه هرمزگان
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه هرمزگان (Hormozgan university)

رسول مهدوی | rasol mahdavi
دانشگاه هرمزگان
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه هرمزگان (Hormozgan university)


نشانی اینترنتی http://magazine.hormozgan.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-58-4&slc_lang=fa&sid=fa
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1412/article-1412-402478.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده روشهای نوین و دقیق در تهیّه نقشه فرسایش (سنجش از دور و سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی)
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات