علوم آب و خاک

---

خاکهای گچی که از بارزترین خاکهای مناطق خشک و نیمه‌خشک می‌باشند، در استان اصفهان پراکنش زیادی دارند. اراضی گچ‌دار شمال غربی اصفهان، قسمتی از حوضه آبخیز شمالی رودخانه زاینده‌رود را تشکیل داده، به صورت حوضه‌ای بسته توسط منابع زمین شناختی محصور گردیده‌اند. به منظور بررسی منشأ گچ و شناخت منابع زمین شناختی تغذیه کننده کانی گچ در منطقه فوق، 22 قطعه مطالعاتی از کل سطح مواد زمین شناختی حوضه، بر اساس سطح تأثیرگذاری هر کدام در تولید گچ انتخاب گردید. با استفاده از مقاطع طبیعی و مصنوعی در نقاط تعیین شده، نمونه‌های متعددی از رسوبات لایه‌های مختلف تمامی نقاط برداشته شد.

مشاهدات صحرایی بیانگر آن بود که: در سازند نایبند و شمشک، بلورهای گچ در اطراف و سطوح جانبی شیل‌های متورق به مقادیر زیادی وجود دارد و بلورهای پیریت تنها در شیل‌های معدن باما قابل رویت بود. در مواد فرسایش یافته از کنگلومرای قرمز رنگ قاعده کرتاسه، مقادیر قابل توجهی گچ تجمع یافته است. در رگه‌های هیدروترمال موجود در سازندهای شمشک و نایبند، بلورهای گچ در متن یا داخل حفرات و یا بین رگه‌های مختلف سنگها دیده می‌شود. در قسمتهایی از سازند قم (رسوبات تبخیری)، مقادیر متنابهی گچ وجود دارد. مشاهدات صحرایی و نتایج آزمایشهای تفرق اشعه ایکس (XRD) روی پودر سنگها و نمونه‌های تلخیص شده (توسط سیاله‌های سنگین) و اندازه‌گیری سولفور باقی‌مانده در شیل‌های سطحی و همچنین تفاسیر مقاطع نازک و صیقلی سیگها چنان نشان می‌دهند که اولاً، در شیل‌ها هنوز هم پیریت و سولفورهای دیگر باقی است و ثانیاً، کانی گچ در متن بیشتر سنگهای نمونه‌برداری شده وجود دارد. بر اساس نتایج به دست آمده می‌توان موارد زیر را به ترتیب اهمیت به عنوان منشأ و عامل اصلی تغذیه کننده گچ در خاکهای اراضی مورد مطالعه معرفی نمود:

الف- رها شدن گچ از آهکهای کرتاسه، مخصوصاً از کنگلومرای قرمز رنگ قاعده کرتاسه به واسطه هوادیدگی و فرسایش.

ب- تشکیل گچ بر اثر اکسیداسیون پیریت و دیگر سولفورهای موجود در شیل‌ها.

ج- رها شدن گچ از کانیهای شیمیایی و تبخیری موجود در مارن‌ها و رسوبات سازند قم به واسطه هوادیدگی و فرسایش.

د- تشکیل گچ بر اثر فرایندهای هیدروترمالی آتش‌فشانهای اواخر دوران سوم.

---

یکی از روش‌های ساده برای کنترل فرسایش، ‌مهار سیلاب و کاهش خسارات سیل در آبراهه‌‌ها‌ی حوضه‌های آبخیز، احداث سد‌های اصلاحی خشکه‌چین است. برای بررسی عملکرد این نوع سد‌ها در ترسیب رسوبات ریزدانه در آبراهه‌ها، تعدادی آبراهه در حوضه سد درودزن که دارای سد‌های اصلاحی خشکه‌چین تثبیت شده با عمر بیش از 27 سال بودند، بررسی شدند. در هر آبراهه سه سد اصلاحی مشابه ( از نظر اندازه و نوع سنگچین) به ترتیب در بالادست آبراهه (شماره 1)، میانه آبراهه (شماره 2) و پایین دست آبراهه (شماره 3) انتخاب شدند. از رسوبات ترسیب شده پشت این سد‌ها و هم‌چنین خاک طبیعی کنار آنها، نمونه‌‌هایی از عمق صفر تا 50 سانتی‌متری، به صورت مخلوط تهیه و با آزمایش‏های هیدرومتری و دانه بندی، تعیین بافت گردیدند. بر اساس نتایج، غالب خاک مناطق حاشیه آبراهه‌ها نسبت به رسوبات پشت سدهای مربوطه ریز بافت تر به دست آمد. مقایسه منحنی‌های دانه بندی رسوبات پشت سدها نشان داد که در بیشتر آبراهه‌ها سد‌های شماره 3 (انتهایی) از عملکرد نسبی بهتری برخوردار هستند و سدهای شماره 2 و 1 ( میانی و ابتدایی) به ترتیب در رتبه‌های بعدی قرار دارند. هم‌چنین مقایسه درصد ماسه، سیلت و رس سدهای هر آبراهه نشان داد که در غالب آبراهه‌ها درصد رس و سیلت در سد‌های انتهایی بیشتر از میانی و در سد‌های میانی بیشتر از سدهای ابتدایی می‌باشد. درصد ماسه در سد‌های ابتدایی بیشترین و در سد‌های انتهایی کمترین مقدار است. به طور کلی نتایج بیانگر آن است که خاک منطقه برای غالب آبراهه‌ها نسبت به رسوبات ریز‌بافت‌تر است که نشانگر عملکرد نه چندان خوب این نوع سد‌ها در ترسیب رسوبات ریزدانه است. مقایسه منحنی‌های دانه‌بندی رسوبات پشت سد‌های هر آبراهه نیز نشان داد در غالب آبراهه‌ها سد‌های واقع در پایین‌دست آبراهه‌ها از عملکرد بهتری در ترسیب رسوبات ریزدانه برخوردار بوده و سد‌های شماره 2 و 1 که در موقعیت میانی و ابتدایی آبراهه‌ها قرار دارند به ترتیب در رتبه‌های بعدی می‌باشند. این بررسی‌ها و نتایج نشان می‌دهند وقتی هدف اصلی از احداث این گونه سازه‌ها ترسیب رسوبات ریزدانه باشد بهتر است حتی‌الامکان در پایین دست آبراهه‌ها احداث شوند.

---

یکی از روش‌های معمول استهلاک انرژی در پایین دست سد، بهره جستن از پدیده پرش هیدرولیکی می‌باشد. پرش هیدرولیکی از نوع جریان‌های متغیر سریع است که در آن جریان از حالت فوق بحرانی به زیر بحرانی تغییر می‌یابد و با استهلاک انرژی قا بل توجهی همراه است. در این مطالعه به منظور کاهش طول پرش هیدرولیکی و نیز کاهش عمق مزدوج پرش از ترکیب دو جت آبی که ترکیبی از جریان عبوری از روی سرریز اوجی با استاندارد USBR و جریان خروجی از شکاف در بدنه سد است، استفاده شد. در این آزمایش جت آب خروجی از شکاف ایجاد شده در بدنه سد با سه زاویه صفر، 45 و 90 درجه نسبت به افق با جریان عبوری از روی سد در نسبت‌های متفاوتی از دبی که در هر زاویه برخورد، شش نسبت دبی از شکاف عبور داده می‌شد، تلاقی داده شد و تأثیر هر یک بر روی میزان کاهش طول و عمق مزدوج پرش بررسی شد. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که تلاقی جت‌های آب با زاویه 45 درجه نسبت به افق بیشترین تأثیر را در کاهش طول و عمق مزدوج پرش دارد و هنگامی‌که 26 درصد دبی از شکاف عبور می‌کند، طول پرش نسبت به حالت کلاسیک در حدود 50 درصد کاهش می-یابد. این سازه هم‌چنین می‌تواند باعث تخلیه رسوبات پشت سرریز و نیز عدم تجمع رسوبات در بالادست آبگیر و افزایش ضریب دبی سرریز شود.

---

یکی از راه‌های جلوگیری از ورود آلودگی ناشی از تجمع فلزات سنگین خاک به داخل گیاهان تثبیت این عناصر توسط رسوبات رسی در خاک‌های آلوده می‌باشد. این مطالعه با هدف بررسی پتانسیل رسوبات حاوی رس‌های اسمکتیت و پالیگورسکیت در جذب کادمیم و جلوگیری از ورود این فلز به داخل گیاه کلزا انجام شد. نمونه‌برداری رسوبات از دو منطقه واقع در استان اصفهان صورت گرفت. پس از تجزیه‌های فیزیکی و شیمیایی نمونه‌های رسوب، مشخص شد کانی غالب در رسوب 1 پالیگورسکیت و در رسوب 2 اسمکتیت است. آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. هر واحد آزمایشی شامل یک گلدان 800 گرمی با سه بوته بود. در 27 گلدان، رس به عنوان بستر کشت و شن کوارتزی به‌عنوان پرکننده با نسبت 5 درصد به صورت رس 1 (پالیگورسکیت غالب) + شن کوارتزی، رس 2 (اسمکتیت غالب) + شن کوارتزی و شن کوارتزی (شاهد) خالص ریخته شد. برای آلوده کردن خاک با کادمیم از نمک کلرید کادمیم با غلظت‌های صفر، 5/2 و 5/7 میلی‌گرم بر کیلوگرم استفاده شد. آزمایش گلدانی ثابت کرد استفاده از رس‌هایی با کانی‌های غالب پالیگورسکیت و اسمکتیت برای تثبیت کادمیم در خاک‌های آلوده و جلوگیری از ورود آن به گیاه بسیار مفید است. کانی رسی اسمکتیت، نسبت به پالیگورسکیت میزان بیشتری از فلز کادمیم را جذب کرد . گیاهان کاشته شده در گلدان‌های حاوی رس اسمکتیت رشد رویشی بهتری نسبت به گلدان‌های حاوی رس پالیگورسکیت و شاهد داشتند.

---

برداشت شن و ماسه از بستر بسیاری از رودخانه‌های کشور منجر به تغییرات مورفولوژیکی، هیدرولوژیکی و ژئومورفولوژیکی آنها شده است. پژوهش حاضر به بررسی تأثیرات برداشت شن و ماسه از بستر رودخانه برروی ویژگی‌های رسوب‌شناسی رسوبات بستر رودخانه زارم رود واقع در استان مازندران می‌پردازد. بدین‌منظور با تعیین چهار مقطع قبل و چهار مقطع بعد از مکان برداشت، نمونه‌برداری از رسوبات بستر به‌روش ترکیبی و در چند کرت معین در عرض رودخانه انجام و سپس ویژگی‌های ریخت سنجی رسوبات از جمله قطرهای بزرگ (a)، متوسط (b) و کوچک (c)، گردشدگی (R_c)، فاکتور شکل (S_f)، قطر ظاهری (D)، کرویت (S) و نسبت پهنی (W) در آزمایشگاه اندازه‌گیری و در محیط نرم‌افزار SPSS تجزیه و تحلیل شدند. نتایج این پژوهش نشان داد که تغییرات آماره‌های رسوبی a، b، c، S_f، D، S و W در مقاطع قبل و بعد از مکان برداشت دارای اختلاف معنی‌داری است ولی آماره R_c اختلاف معنی‌داری را نشان نمی‌دهد. کاهش قطرهای سه گانه رسوبی بعد از محل برداشت ناشی از شکستگی رسوبات در محل برداشت بوده به‌طوری که کرویت ذرات نیز در این محل کاهش یافته است. عامل گردشدگی رسوبات بعد از مکان برداشت تا فاصله 600 متری از مکان برداشت دارای روندی کاهشی است و سپس افزایش پیدا می‌کند.
 

---

---

---

---

---

---