طبقهبندی مارنهای استان زنجان براساس خصوصیات فیزیکوشیمیایی و تحلیل خوشهای | ||
| پژوهشهای دانش زمین | ||
| دوره 12، شماره 4 - شماره پیاپی 48، 1400، صفحه 1-18 اصل مقاله (1.4 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/esrj.2022.101293 | ||
| نویسندگان | ||
| پرویز عبدی نژاد* 1؛ سادات فیض نیا2؛ حمیدرضا پیروان1 | ||
| 1پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، زنجان، ایران | ||
| 2گروه کشاورزی و منابع طبیعی، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| واحدهای مارنی در حدود 4438 کیلومترمربع از سطح استان زنجان معادل 20 درصد را تشکیل میدهند. در این مقاله طبقهبندی مارنهای استان زنجان براساس خصوصیات فیزیکوشیمیایی و تحلیل خوشهای مورد بررسی قرار میگیرد. برای این منظور با توجه به خصوصیات فیزیکوشیمیایی واحدهای مارنی، 18 واحدهای کاری مشخص شده و در عملیات صحرایی اقدام به نمونهبرداری از مواد مارنی به تعداد 120 نمونه از دو عمق 10-0 و 30-0 سانتیمتری گردید. دادههای حاصله با استفاده از برنامه آماری SPSS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. براساس نتایج تحقیق، واحدهای مارنی استان زنجان با توجه به خصوصیات فیزیکوشیمیایی آنها به دو گروه تبخیری یا غیر دریایی شامل واحدهای مارنی پلیوسن، قرمز بالایی، قرمز پائینی و مارن ائوسن و مارن غیر تبخیری یا دریایی شامل واحدهای مارنی قم و مارن کرتاسه میباشد. واحدهای مارنی در لایههای سطحی جزء سازندهای عادی هستند و در لایههای عمقی وضعیت متفاوت است و بر مقدار شوری و قلیائیت برخی از این واحدها افزوده میشود. بررسی تفاوتها و تغییرات خصوصیات فیزیکوشیمیایی واحدهای کاری مارنی به روش آزمون t نشان داد که واحدهای کاری مارنی در دو عمق فوق در اکثر متغیرهای دارای ضریب همبستگی بالا و اختلاف معنیدار میباشند که میتوانند براساس این خصوصیات طبقهبندی شوند. همچنین بررسی متغیرهای فیزیکوشیمیایی واحدهای مارنی به روش آزمون F و مقایسه میانگینها، نشان داد که واحدهای مارنی قابل تفکیک و گروهبندی میباشند. براساس تجزیه و تحلیل خوشهای 6 متغیر فیزیکوشیمیایی در ارائه یک طبقهبندی از واحدهای مارنی استان زنجان موثر و مفید باشند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| استان زنجان؛ تحلیل خوشهای؛ خصوصیات فیزیکوشیمیایی؛ طبقهبندی؛ واحدهای مارنی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Marl units classified of Zanjan province based on physiochemical characteristics and Cluster analysis | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Parviz Abdinezhad1؛ Sadat Fieznia2؛ Hamidreza Peyrowan1 | ||
| 1Soil Conservation and Watershed Management Research Deparhnent, Zanjan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Zanjan, lran | ||
| 2Department of Agriculture and Natural Resources, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction Marly units cover about 4438 square kilometers (20% of the total area) of Zanjan Province territory. The research shows that various scholars, although sporadically, have considered a relationship between physicochemical factors and the classification of Marl. In this paper, the classification of Marls in Zanjan Province has been investigated based on physicochemical properties and cluster analysis. Methodology To conduct this research, 18 studied units have been defined by grouping and combining the slope, climate and Marl units of geological formations in ArcGIS9.3 software environment. In addition, 120 samples were taken from two depths of 0-10 and 0-30 cm. The data obtained from physicochemical analyzes were analyzed using SPSS statistical program. Results According to the results, Marl units of Zanjan province, are divided into two groups based on their physicochemical characteristics: evaporative or non-marine such as Pliocene, upper red, lower red, and Eocene Marl, and non-evaporative or marine such as Qom and Cretaceous Marl.These marl units are part of normal formations in the surface layers while in the deep layers the situation is different, the salinity and alkalinity of some of these units such as Pliocene and Qom marl units increases. But other units, despite the increase in depth according to the chemical analysis performed at a depth of 0-30 cm, are still in normal category in terms of salinity and alkalinity. According to cluster analysis, 6 variables including clay, sand, PI, cation exchange capacity (CEC), the amount of dissolved sodium (Nasol) and sulfate (So4) were situated in the center of the classification. This shows their importance in the separation and grouping of marl units. Therefore, it can be concluded that these 6 variables can be effective and useful in classification of marl units in Zanjan province. Discussion & Conclusions Investigation of differences and changes in physicochemical properties of marl units at depths of 0-10 and 0-30 cm by t-test show that the units at the two mentioned depths have a high correlation coefficient in most physical, mechanical and chemical variables. Also, they show significant differences in some variables as silt, cation exchange capacity (CEC), percentage of organic carbon, the total neutralizing value (TNV) of the limestone, the amount of dissolved sodium (NaSol), sodium absorption ratio (SAR), Chloride (Cl), sulfate (SO4) and the liquid limit (LL). Therefore, according to these physicochemical properties, it is possible to classify and group Marls in Zanjan Province. Investigation of the effect of physicochemical variables on the separation of marl units using F-test and comparison of means for different units by Duncan test confirmed the feasibility of separation and grouping of marl units based on physicochemical variables. They can be classified at least in one group based on the electrical conductivity or at most in three groups according to effective variables such as silt, sand, lime percentage, sodium absorption ratio and liquid limit and plasticity index. Based on the cluster analysis, 6 variables of the amount of clay, sand, and the plasticity index (PI), cation exchange capacity (CEC), dissolved sodium (NaSol) and sulfate (So4) are vital in the classification and indicate importance in separation and grouping of Marl units. Therefore, it can be said that these 6 variables can be effective and useful in providing a classification of marl units in Zanjan Province. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Zanjan province, Cluster analysis, Physicochemical, Classification, Marly units | ||
| مراجع | ||
|
-احمدی، ح.، 1378. ژئومورفولوژی کاربردی جلد 1 (فرسایش آبی)، چاپ 2، انتشارات دانشگاه تهران، 345 ص.
-امیری، م.، پیروان، ح. و احمدی خلجی، ا.، 1394. طبقهبندی مارنهای همدان و ارتباط گروههای مارنی منطقه با نوع و شدت فرسایش، مهندسی و مدیریت آبخیز، شماره 7(4)، ص 425-441.
-حسن زاده نفوتی، م.، فیضنیا، س.، احمدی، ح.، پیروان، ح. و غیومیان، ج.، 1387. بررسی تأثیر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی مارنها بر میزان رسوبدهی با استفاده از مدل فیزیکی بارانساز، نشریه انجمن زمینشناسی مهندسی ایران، بهار 1387، جلد اول، شماره 1، ص 35-48.
-حسنزاده نفوتی، م.، فیض نیا، س.، غیومیان، ج.، احمدی، ح. و پیروان، ح.، 1385. بررسی ویژگیهای مؤثر بر فرسایشپذیری مارنها- مطالعه موردی حوزه آبخیز ایوانکی (آب شور)، رساله دکتری رشته آبخیزداری، دانشگاه آزاد اسلامی- واحد علوم و تحقیقات.
-حسینی، س.، فیض نیا، س.، پیروان، ح. و زهتابیان، غ.، 1388. بررسی تولید رواناب و رسوب در سازندهای ریزدانه نئوژن با کمک شبیهساز باران (مطالعه موردی: حوزه آبخیز طالقان)، نشریه مرتع و آبخیزداری، مجله منابع طبیعی ایران، دوره ٦٢، شماره ٢، تابستان ١٣٨٨، ص ۲۱۵-229.
-سکوتی اسکوئی، ر.، پیروان، ح.، بروشکه، ا.، خواجهای، ا.، احمدی، ع. و مصطفایی، ا.، 1388. طبقهبندی و تعیین شاخصهای فرسایشپذیری مارنهای استان آذربایجان غربی، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان غربی.
-عبدی نژاد، پ. و عباسی، ن.، 1384. بررسی رابطه بین خصوصیات شیمیایی مارنها با رفتارهای محیطی آنها (مطالعه موردی حوزه قزل اوزن سفلی در منطقه طارم علیای استان زنجان)، چهارمین همایش زمینشناسی و محیط زیست ایران، تهران دانشگاه تربیت مدرس.
-عبدی نژاد، پ.، پیروان، ح. و حیدری، ا.، 1388. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی، طبقهبندی مارنهای استان زنجان بر مبنای متغیرهای فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی با استفاده از آنالیز چند متغیره، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان زنجان.
-قدوسی، ج.، سپهریان، م.، قدیمی عروس محله، ف. و پورمتین، ا.، 1376. شناخت و طبقهبندی مارنها و بدلندها در حوضه آبخیز، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری تهران.
-قدیمی عروس محله، ف. و قدوسی، ج.، 1378. بررسی امکان طبقهبندی مارنها براساس خصوصیات فیزیکی و شیمیائی مارنها، مجله پژوهش و سازندگی، شماره 40، 41، 42، ص 30-37.
-Benito, G., Gutierrez, M. and Sancho, C., 1991. Erosion pattern in rill and interrill areas in badland zones of the middle Ebro Basin (NE-Spain), soil erosion studies in Spain, p. 41-54.
-Cerda, A., 1997. The effect of patchy distribution of Stipa Tenacissima on runoff and erosion. Journal of arid environments, v. 36, p. 37-51.
-El Howayek, A., Bobet, A., Dawood, S., Ferdon, A., Santagata, M. and Siddiki, NZ., 2012. Classification of Organic Soils and Classification of MarlsTraining of INDOT Personnel, Publication FHWA/IN/JTRP-2012/22, Joint Transportation Research Program, Indiana Department of Transportation and Purdue University, West Lafayette, Indiana.
-Greenland, G.J. and Payne, D., 1975. Determination of the structural stability class of english and welsh soil using a water coherence test. Journal of Soil Science, v. 46, p. 294-303.
-Heed, B.H., 1971. Characteristics and processes of soil piping in gullies. Department of African forestserv, v. 68, p. 1-15.
-INDOT, 2016. Geotechnical Manual, Indiana Department of Transportation, Indianapolis.
-Jung, C., Jung, S., Bobet, A. and Siddiki, N.Z., 2009. Classification of marl soils. TRB Subject Code:61-6 Soil Classification, Publication No. FHWA/IN/JTRP-2009/20, SPR-3227, Final Report.
-Roth, C.B., Nelson, D.W. and Romkens, M.J.M., 1984. Prediction of subsoil erodibility using chemical, mineralogical and physical parameters. Project No. 15030 HIX, Research reporting series, environmental protection Agency, Washington, D. C. 20460.
-United Nations Convention to Combat Desertification, 2005. Draft national action plan for Antigua and Barbuda, 61 p.
-USDA, 2012. United States Department of Agriculture, Natural Resources Conservation Service, Part 631, Geology National Engineering Handbook. Engineering Classification of Rock Materials, 210–VI–NEH, Amend, 55 p.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 15,350 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 11,108 |
||