عنوان

بررسی تکامل و کیفیت خاک با استفاده از تحلیل پتانسیل خطر سیلاب به دو روش فرآیند آنالیز شبکه-فازی و تاپسیس در حوضه آبخیز ماسوله رودخان,‮‭Soil evolution and quality investigation using analysis of flooding hazard potential by two methods of Fuzzy-analytic network process and TOPSIS in Masouleh Roudkhan watershed‬

Number

‭۲۰۱۶۸پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

بررسی تکامل و کیفیت خاک با استفاده از تحلیل پتانسیل خطر سیلاب به دو روش فرآیند آنالیز شبکه-فازی و تاپسیس در حوضه آبخیز ماسوله رودخان

Parallel Title Proper

‮‭Soil evolution and quality investigation using analysis of flooding hazard potential by two methods of Fuzzy-analytic network process and TOPSIS in Masouleh Roudkhan watershed‬

First Statement of Responsibility

/مهدی نوروزی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: کشاورزی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۷‬

Name of Manufacturer

، میرزائی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۲۰۸‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

علوم خاک گرایش پیدایش، رده‌صبندی و ارزیابی خاک

Date of degree

‮‭۱۳۹۷/۰۵/۲۲‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

بررسی تکامل و کیفیت خاک فاکتورهای اساسی در تصمیم سازی هوشمندانه برای اهداف حفاظتی و مدیریتی محیط زیست است .بسیاری از عوامل محیطی از قبیل سیلاب ممکن است بر تشکیل و تکامل خاک-ها موثر بوده و روی کیفیت صآن اثرگذار باشد .ده خاکرخ در خاک‌صهای شاهد) غیرسیلابی (و سیلابی با مواد مادری شیل آهکی، شیل، گابرو، پریدوتیت و گرین شیست بر اساس تاثیر سیلاب‌صهای ادواری انتخاب شدند .در این مطالعه تکامل خاک از جنبه‌صهای مورفولوژی) شاخص هاردن(، میکرومورفولوژی، کانی‌صشناسی و شکل‌صهای مختلف آهن در حوضه آبخیز ماسوله رودخان) در شمال ایران (مورد بررسی قرار گرفت .خاک‌صهای غالب در اراضی غیرسیلابی در رده‌صهای انتی‌صسول‮‭(Udorthents)‬ ، الفی‌صسول ‮‭(Udalfs)‬ و اینسپتی‌صسول ‮‭(Udepts)‬ رده‌صبندی شدند .شاخص توسعه و تکامل هاردن نیز نشان داد که بخش بزرگی از خاک‌صهای منطقه دارای تکامل ضعیف یا متوسط هستند، ولی نقشه شاخص تکامل هاردن انطباق خوبی با نقشه پتانسیل خطر سیلاب به روش ‮‭Fuzzy ANP‬ و تاپسیس نداشت .تمامی خاک‌صهای تحت تاثیر سیلاب، خاک‌صهای بدون تکامل به صورت انتی‌صسول ‮‭(Udifluvents)‬ با لایه‌صهای درشت بافت و انقطاع سنگی بودند که مطالعات مرفولوژیکی و میکرومورفولوژیکی آن‌صها را تایید کرده است .هیچ شواهدی از انتقال رس ایلوویال در خاک‌صهای سیلابی مشاهده نشد ولی پوشش سیلابی و باقیمانده‌صهای گیاهی غنی از لیگنین، قطعات سنگی، قطعات زغال چوب، مصنوعات ساخت بشر و قطعات کانی وجود داشت .ریز ساختار در خاکرخ سیلابی از توده‌صای تا دانه‌صای با توسعه خاکدانگی و بلوکی بدون زاویه ضعیف بوده و منافذ به صورت ووگ غالب هستند .بخش ریز خاک شاهد اساسا دارای بی فابریک لکه‌صای و موزاییکی بوده، در حالی‌صکه بی فابریک بلوری و نامشخص در خاکرخ‌صهای سیلابی مشاهده شد .شکل‌صهای کلسیت به صورت نودول و کوتینگ و کانی‌صهای پیروکسن و اولیوین به طور قابل ملاحظه‌صای در خاک‌صهای سیلابی وجود داشت که از سنگ‌صهای رسوبی، گابرو و پریدوتیت، رسوبات و خاکدانه‌صهای انتقال یافته منشا گرفته است .در خاک‌صهای سیلابی مقدار کانی‌صهای قابل هوادیدگی بیشتر از خاک‌صهای غیرسیلابی بوده که بیانگر نداشتن زمان کافی و نبودن سطح پایدار در مناطق سیلابی برای شرایط هوادیدگی است .همچنین، شاخص‌صهای تکامل میکروموفولوژی ‮‭(MISODI‬ و ‮‭MISECA)‬ تشریح کننده تکامل ضعیف در خاکرخ سیلابی بوده و نتایج کانی‌صشناسی رس در مواد مادری مختلف، افزایش میکا و کاهش ورمیکولیت را در سطح خاکرخ سیلابی و روند عکس آن در خاکرخ غیرسیلابی نشان داد .این مشاهده احتمالا به دلیل عدم فرصت کافی برای تخریب بیشتر میکا در شرایط سیلابی و فراهم بودن زمان لازم برای تشکیل ورمیکولیت در خاکرخ غیرسیلابی است .به‌صعلاوه مشابهت کانی‌صهای رسی در افق‌صهای زیرسطحی اراضی سیلابی با افق سطحی غیرسیلابی مبین شدت رسوب‌صگذاری و نهشته‌صگذاری در شرایط سیلاب منطقه است .در خاک‌صهای با مواد مادری گابرو و پریدوتیت مقدار کانی اسمکتیت بیشتر از سایر خاکرخ‌صها بود و بررسی شکل‌صهای مختلف آهن و شاخص‌صهای تکاملی آن نشان داد که خاک‌صهای سیلابی پایین‌صترین تکامل را دارند و خاک‌صهای حاصله از سنگ مادر گرین‌صشیست و شیل بالاترین تکامل را دارند .اما وضعیت کیفیت خاک پس از نمونه‌صبرداری سطحی از ‮‭۲۱۲‬ نقطه از عمق‮‭۲۰‬ - ‮‭۰‬سانتی‌صمتری، با کمک دو شاخص یکپارچه کیفیت خاک ‮‭(IQI)‬ و نمیرو ‮‭(NQI)‬ و با استفاده از کل داده‌صها ‮‭(TDS)‬ و حداقل داده‌صها ‮‭(MDS)‬ ارزیابی شد .شاخص‌صها و روش‌صهای مختلف برای تعیین کیفیت خاک نتایج مشابه را نشان دادند .پتانسیل خطر سیلاب مطالعه شده با روش ‮‭Fuzzy ANP‬نشان داد که تمام اراضی با پتانسیل خطر سیلاب شدید و بسیار شدید در مناطقی قرار دارند که خاک دارای درجه کیفی پایین‌صتری دارند، ولی در روش تاپسیس، اراضی بالادست انطباق خوبی با نقشه کیفیت خاک ندارد، ولی در بخش‌صهای پایینی حوضه با پتانسیل خطر سیلاب بالا، انطباق خوبی مشاهده شد .بخش بزرگی از خاک‌صها در منطقه مورد مطالعه کیفیت ضعیف تا متوسط داشته و متاثر از وضعیت توپوگرافی شدید، فرسایش و نوع ماده مادری هستند .تحلیل پتانسیل خطر سیلاب با روش‌صهای فرآیند آنالیز سلسله مراتبی‮‭(AHP)‬ ، فرآیند آنالیز شبکه‮‭(ANP)‬ ، ‮‭Fuzzy AHP‬ و ‮‭Fuzzy ANP‬ و تاپسیس انجام و فاکتورهای مورد مطالعه، نوع خاک) رس+ سیلت(، نفوذ و فرسایش خاک، زمان تاخیر رواناب، شیب سطحی، تراکم زهکش، فاصله از کانال اصلی، کاربری اراضی،‮‭NDVI‬ ، زمین شناسی، ارتفاع و ضریب گراویلیوس بودند .برای اندازه‌صگیری نفوذ خاک به روش‮‭BEST‬ ، نیز ‮‭۴۵‬ نقطه انتخاب شد .فرسایش خاک با استفاده از مدل ‮‭RUSLE‬ تعیین شد، که میانگین سالیانه هدررفت خاک در سرتاسر حوضه بین صفر تا ‮‭۱۹۲۴‬ تن در هکتار در سال برآورد شده است .برای شبیه‌صسازی جریان سیلاب از مدل‮‭HMS - HEC‬استفاده و در نهایت زمان تاخیر رواناب تعیین شد .تخمین پتانسیل خطر سیلاب در حوضه ماسوله رودخان با روش ‮‭ANP‬ نشان داد که مقدار آن تا حد زیادی به ویژگی‌صهای فیزیکی حوضه، مخصوصا شیب بستگی دارد و بخش بزرگی از مناطق با پتانسیل خطر بالا در پایین دست حوضه قرار دارد .نقشه پتانسیل خطر سیلاب تهیه شده به روش تاپسیس نشان داد که منطقه مورد مطالعه می‌صتواند به دو قسمت تقسیم شود که بخش پایین دست حوضه با اراضی با پتانسیل خطر سیلاب بالا و بخش بالادست حوضه که اراضی با پتانسیل خطر سیلاب پایین می‌صباشد

Text of Note

Investigation of soil evolution and quality are essential factors to making wise decisions for conservation and environmental management purposes. Many environmental factors such as flooding may affect soil formation and its quality. Ten soil profiles were selected in representative (non-flooded) and flooded soils with calcareous shale, shale, gabbro, peridotite and greenschist parent materials with periodic floods. In this study, the soil evolution from morphological (Harden index), micromorphology, mineralogy and various forms of iron aspects in the Masouleh Rudkhan watershed (in north of Iran) was studied. The dominant soils in non-flooded lands were classified in Entisols (Udorthents), Alfisols (Udalfs) and Inceptisols (Udepts). Harden's development index showed that a large part of the soils in the region have poor or moderate evolution, but the Harden evolution index had not proper adaptability with flooding hazard potential by the Fuzzy ANP and Topsis methods. All soils affected by flooding were soils without evolution as Entisols (Udifluvents) with coarse texture and lithologic discontinuities which have confirmed by morphological and micromorphological results. No signs of clay illuviation were observed in flooded soils, while flood coating and lignin-rich plant residues, rock fragments, charcoal, artefacts and so different mineral fragments were most widespread. The flooded soils microstructure ranges from massive to weakly developed granular and sub-angular blocky, and vughs were prominent. The fine earth fractions of non-flooded soils had stipple and mosaic speckled b-fabrics, while undifferentiated and crystallitic b-fabrics were observed in flooded soils. Calcite features such as nodules and coatings, as well as pyroxene and olivine minerals were remarkable in flooded soils derived from calcareous, gabbro and peridotite rocks, showing reworking of deposits and aggregates. In flooded soils in general, the amount of weatherable minerals was higher than in non-flooded soils, suggesting there is not enough time and or stability for weathering conditions in flooded areas. In addition, the micromorphological indicators of soil evolution (MISODI and MISECA) were revealed to be weakly evolved in the flooded soils and clay mineralogy results in different parent material showed increasing of mica and reducing of vermiculite in the surface of the flood soils with its reverse trend in non-flooded soils. It is probably due to lack of sufficient opportunity for further degradation of mica and the existence of enough time for vermiculite formation in non-flooded soils. Furthermore, the similarity of clay minerals in the sub surface horizons of flood lands with a surface horizon of non-flooded indicates the severity of sedimentation and precipitation in flood condition of the region. In soils with gabbro and peridotite parent materials, smectite mineral was higher than other soil profiles and different forms of iron and its evolution indecies of iron investigation showed that flooded soils had lower evolution and soils derived from greenschist and shale had higher evolution. But soil quality status were evaluated after collecting of 212 soil samples from a depth of 0-20 cm using two indices of Integrated Quality Index (IQI) and Nemoro Quality Index (NQI) with Total Data Set (TDS) and Minimum Data Set (MDS). Different indices and methods for determining the soil quality showed similar results. The flooding hazard potential studied by Fuzzy ANP showed that all soils with severe and very severe flood potential are located in areas with lower qualitative rating of soil, but in Topsis method, the upstream lands had not well adapted to the soil quality map, But proper adaptability was observed in the lower parts of the basin with high flooding hazard potential. A large part of the soils in the study area had weak to moderate quality that was affected by extreme topography, erosion, and kind of parent material. Potential flood risk analysis was carried by methods of Analytic hierarchy process (AHP), analytic network process (ANP), Fuzzy AHP and Fuzzy ANP and TOPSIS. Studied factors were soil type (clay+silt), soil infilteration and erosion, lag time of runoff, surface slope, drainage density, distance to main channel, land use, NDVI, geology, elevation and gravelius coefficient. For soil infilteration measurement by BEST method, the 45 points were selected and soil erosion was determined by RUSLE method that annual average soil loss has estimated between 0 and 1924 t ha-1 y-1 throughout the watershed. The HEC-HMS model was used to simulate flood flow and ultimately the runoff delay time was determined. The estimation of the flooding hazard potential in the Masouleh Rudkhan watershed by the ANP method used showed that it greatly depends on the physical characteristics of the watershed, especially the slope, and a large part of areas with higher flooding hazard potential were in downstream zones. The flooding hazard potential map created by the TOPSIS method was divided into two parts: the bottom part of the basin, with high flood potential, and upstream of the basin, with low flooding hazard potential

Parallel Title

‮‭Soil evolution and quality investigation using analysis of flooding hazard potential by two methods of Fuzzy-analytic network process and TOPSIS in Masouleh Roudkhan watershed‬

نوروزی، مهدی

Norouzi, Mehdi

جعفرزاده، علی‌اصغر، استاد راهنما

رمضانپور، حسن، استاد راهنما

شهبازی، فرزین، استاد مشاور

خالدیان، محمدرضا، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی