به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب دسموند والینگ

  • سمانه حبیبی، حمید غلامی*، ابوالحسن فتح ابادی، دسموند والینگ
    برای مهارکردن فرسایش و کاهش دادن رسوب خروجی هر آبخیز باید قسمت هایی از آنکه سهم شان در رسوب خروجی بیش تر است شناسایی گشته، و اقدام های حفاظتی بر آن ها متمرکز شود. یکی از متداول ترین روش هایی که در سال های اخیر در تعیین سهم منابع مختلف به کار رفته روش انگشت نگاری است. تاکنون ساختارهای مختلفی از این روش داده شده که لازم است کارآیی آن ها نسبت به یک دیگر مقایسه، تا ضعف ها و قوت های آن ها شناسایی شود. برای کمی کردن سهم منابع در تولید رسوب های ته نشین شده در مخزن سد لاور فین در استان هرمزگان، کارآیی هشت مدل ترکیبی کولینز، هیوز، موتا، اسلاتری، لندور، لندور اصلاح شده، مدل بیزی با تبدیل CLR، مدل بیزی با توزیع دریکله بررسی و مقایسه گردیدند. پس از جمع آوری اطلاعات اولیه و تهیه ی نقشه های پایه در بازدید میدانی، 23 نمونه ی سطحی از سه زیرحوضه و نه نمونه از رسوب های ته نشین شده در مخزن سد جمع آوری، و برای هر نمونه 56 ردیاب اندازه گیری شد. ترکیب بهینه ی ردیاب با استفاده از روش های آماری شناسایی، و مدل های مختلف ترکیبی اجرا شدند. نتایج نشان دادند که چهار عنصر Mn، La، Nd وTh  ترکیب بهینه ی ردیاب ها بود. نتایج مدل های ترکیبی نشان داد که در حالتی که اندازه ی ردیاب های نمونه های رسوب در دامنه ی اندازه ی متوسط ردیاب های منابع باشد عمل کرد تمام مدل ها شبیه است. در حالتی که اندازه ی ردیاب های نمونه های رسوب خارج از اندازه ی متوسط ردیاب های منابع باشد، بسته به نوع تابع، بهینه سازی عمل کرد مدل های مختلف متفاوت، و عمل کرد مدل ها با تابع هدف مشابه یکسان بود، به طوری که در این پژوهش مدل های کولینز با هیوز و بیزی با تبدیل CLR، موتا با اسلتری و لندور با لندور اصلاح شده شبیه عمل کردند. به طور کلی، کارآیی مدل های ترکیبی مختلف در انگشت نگاری متفاوت است، و خروجی آن ها به نوع تابع هدف، که در بهینه سازی کمینه می شود، بستگی دارد.
    کلید واژگان: تحلیل تابع تشخیص, ترکیب بهینه ردیاب ها, مدل ترکیبی, منشاءیابی رسوب}
    Samaneh Habibi, Hamid Gholami *, Abolhassan Fathabadi, Desmond Walling
    Identification of the erosion-pron parts of a watershed is of at most importance if the soil conservation activities are to be implemented on it to mitigate sedimentation into the flood-receiving reservoir. Sediment fingerprinting is one of the most common methods used for quantifying source contributions of the suspended load. As the mixing models with different structures of sediment fingerprinting method are implemented, their advantagesand disadvantages should be identified. The applicability of eight mixing models,namely: Collins, Hughes, Motha, Slattery, Landwher, Modified Landwher, and Bayesian with the CLR transformation and the Dirichlet distribution were investigated in order to quantify source contributions of sediment deposited in the Lavar Reservoir, the Province of Hormozgan. Twenty-three soil samples were collected from the contributing watersheds, 9 sediments samples were extracted from the reservoir, and concentration of 56 elements were measured in each of the samples. The optimum composite fingerprints were identified by statistical methods and the mixing models were executed. Based on the results, four geochemical properties,namely Mn, La, Nd and Th were selected as optimum fingerprints. The results obtained by all of the mixing models were similar when the values of tracer concentrations in the sediment samples fall inside of those ranges in the source samples. When the values of tracers in the sediment samples fall outside of those values in the source samples, the mixing models with the same objective functions presented similar results. The results of Collins̛, model were similar to those of Hughes, and the results of Bayesian models were similar to those of Hughes the with the CLR transformation;the results calculated by the Motha were similar to those presented by Slattery, and results of Landwher were similar to the modified Landwher. Generally, applicability of the various mixing models in fingerprinting are different, as their outputs are dependent on the target functions, which are minimized in optimization.
    Keywords: discriminant function analysis, mixing model, optimum composite fingerprints, sediment sourcing}
  • سمانه حبیبی، حمید غلامی*، ابوالحسن فتح ابادی، دسموند والینگ
    شناسایی منابع تولید کننده ی رسوب در یک آبخیز برای کاهش اثرات درون منطقه ای و برون منطقه ای رسوب امری ضروری است؛ بدین منظور تکنیک منشایابی رسوب، ابزاری مفید و کارا برای کمی نمودن سهم منابع رسوبات آبی محسوب می شود. هدف از این تحقیق، برآورد درصد سهم سه زیرحوزه در رسوبات ته نشین شده در مخزن سد لاور فین در استان هرمزگان با استفاده از مدل ترکیبی چند متغیره است که از نتایج مدل سازی می توان در راستای جلوگیری از کاهش عمر مفید مخزن سد استفاده کرد. بدین منظور با توجه به مساحت هر زیرحوزه، 23 نمونه از منابع بالقوه ی تولیدکننده ی رسوب (زیرحوزه ها) و 17 نمونه از رسوبات ته نشین شده در پشت سد جمع آوری شد. بعد از آماده سازی نمونه ها، 56 عنصر اعم از عناصر اصلی، کمیاب و عناصر نادر خاکی (REE) توسط دستگاه ICP-OES اندازه گیری و 8 شاخص مربوط به عناصر نادر خاکی نیز محاسبه شد. همچنین در مرحله ی اولیه، 64 خصوصیت به عنوان ردیاب اولیه در نظر گرفته شد. به منظور کمی کردن سهم منابع با استفاده از مدل ترکیبی، 6 ردیاب بهینه شامل Cr، La/Yb، Nd/Yb، Th، Bi و Pr با استفاده از آنالیز تحلیل تشخیص، انتخاب و به عنوان پارامترهای ورودی به مدل در نظر گرفته شد. نتایج تحلیل تشخیص نشان داد که از بین شش ردیاب بهینه، سه ردیاب Pr، La/Yb و Nd/Yb از شاخص ها و عناصر نادر خاکی انتخاب شد که خود بیانگر توانایی بالای عناصر نادر خاکی در تفکیک منابع است؛ زیرا این ردیاب ها در حین فرآیندهای حمل، هوازدگی و ته نشینی دچار کمترین تغییر و تحول می شوند. بر طبق نتایج، زیرحوزه ی جنوبی با میانگین سهم 66 درصد به عنوان منبع اصلی تامین کننده ی رسوب برای رسوبات ته نشین شده در مخزن، شناسایی شد؛ بنابراین، برای کنترل رسوب و جلوگیری از ورود آنها به دریاچه ی پشت سد می بایست فعالیت های اجرایی مانند احداث خشکه چین، سازه های سنگی ملاتی و فعالیت های بیولوژیک در آبراهه های فرعی و اصلی زیرحوزه ی جنوبی صورت گیرد.
    کلید واژگان: منشایابی رسوب, ردیاب, منابع بالقوه ی رسوب, عناصر نادر خاکی, سد لاور}
    Samaneh Habibi, Hamid Gholami *, Aboalhassan Fathabadi, Desmond Walling
    Extended abstract
    1. Introduction
    Soil erosion is a major environmental threat worldwide. This three-stage process including detachment, transportation and sedimentation of soil particle by runoff affects natural and agricultural areas of Iran. Soil erosion has many off-site and on-site effects such as sediment deposition in the lake of dam and channels, transportation of nutrients and contaminants including phosphorous, pesticides, heavy metals, pathogens and radionuclides (Horowitz, 2008). Therefore, understanding spatial variations of sediment sources can be useful for managing the supply of sediment and contaminants in river systems. Quantifying sediment sources can be important to target efficient management measures, reducing sediment supply in the catchments. Sediment fingerprinting techniques are therefore increasingly applied to determine sediment sources and pathways in catchments and thus inform management interventions (Walling, 2005). Many scientists applied sediment fingerprinting techniques for quantifying source contribution of fluvial (e.g., Owens et al., 2005; Russell et al., 2001; Walling et al., 1999; Zhang and Liu., 2016; Nosrati et al., 2018; Collin et al., 1997 and 2012) and aeolian sediments (Gholami et al., 2017a,b; Liu et al., 2016). The sediment fingerprinting approach has been used for a variety of different applications including agricultural, forest harvesting, wildfires and urbanization (Koiter et al., 2018).
    Fingerprinting techniques have evolved from single-property fingerprints to multi-property composite fingerprints because reliance on a single property of sediment makes it difficult to accurately distinguish sediments from a variety of sources in large fluvial systems, such as catchments (Collins and Walling, 2004). Many different physicochemical properties have been successfully used to discriminate potential sediment sources, including mineralogy (Klages and Hsieh, 1975), geochemical elements (e.g. Martinez-Carreras et al. (2010b); Collins et al. (2013); Pulley et al. (2015); Chen et al. (2016)), elemental composition (e.g. Motha et al. (2003); Devereux et al. (2010)), biomarkers (Chen et al., 2016), and environmental radionuclides (Martínez-Carreras et al. (2010)). Sediment fingerprinting technique is principally based on statistical tests such as Kruskal-Wallis H test and discriminant function analysis; and mathematical mixing models. The main objective of this study is quantifying sub-basins contributions as potential sources for sediments deposited on the back of the dam in the Lavar watershed, Fin, Hormozgan province by fingerprinting technique.
    2. Methodology
    2.1.Sampling and Laboratory analysis
    In this study, spatially distributed source samples were taken from 23 sites, of which 9, 6 and 8 samples were taken from northern sub-basin, midlle sub-basin and southern sub-basin potential sources, respectively, and seventeen samples were collected from the deposited sediments in the lakes dam, Lavar watershed, Fin, Iran.Samples were collected from the upper 0–5 cm depth of potential sources and deposited sediments on the lake’s dam.All sediment samples and potential source samples were dry sieved in the laboratory. Concentration of 56 geochemical elements including Al,Ba,Be,Ca,Ce,Co,Cr, Cs,Cu,Dy,Er,Eu,Fe,Ga,Gd,Hf,Ho,K,La,Li,Lu,Mg,Mn,Mo,Na,Nb,Nd,Ni,P,Pb,Pr,Rb,Sb,Sc,Sm,Sn,Sr,Ta,Tb,Te,Th,Ti,Tl,Tm,U,V,W,Y,Yb,Zn,Ag,Zr,As,Bi, Sand Sbwere determined using ICP-OES and also, eight REE ratios (∑REE, Nd/Yb, Eu/Eu* (Europium Anomaly), (La/Lu)n, (La/Sm)n, (Gd/Yb)n, (La/Yb)n and δCe (Cerium Anomaly)) were calculated and assumed as tracers.
    2.2. Disrcimination of sources and quantification of their contribution
    A stepwise discriminant function analysis (DFA) applied to discriminate sources. A mathematical multivariate mixing model was used in conjunction with the composite fingerprint to quantify the relative contributions of each source type to the sediment samples collected from the back of dam.
    3. Results
    The results of the stepwise DFA, based on the minimization of Wilk’s lambda, for discriminating the three source types, on the basis of the individual geochemical properties, showed that six tracers includingLa/Yb,Nd/Yb, Th, Bi,Pr and Cr were selected as optimum fingerprints. A total of six properties were selected for the optimum composite fingerprint, which correctly discriminated 100% of the source type samples. The minimum and maximum of GOF were calculated 45 and 94%, respectively. The fact that a majority of the GOF values was well above 80% suggested that the mixing model performed well in assessing the sediment sources in our study area (Zhou et al., 2016; Haddadchi et al., 2013).
    4. Discussion & Conclusions
    Among of six optimum fingerprints for discriminating sources of sediment, three optimum fingerprints (La/Yb,Nd/Yb and Pr) were selected from rare earth elements and their indices. This indicates that rare earth elements (REE) and their indices have great potential to identify the provenance of aeolian sediments and their transport pathways, because they are less fractionated during weathering, transport and sedimentation (e.g. Rao et al. (2011); Hu & Yang, (2016)). According to the results, the contribution mean from northern sub-basin, middle sub-basin and southern sub-basin were estimated 18%, 16% and 66%, respectively. Therefore, southern sub-basin was recognized as the main source to supply material for sediments deposited on the back of the dam.
    Keywords: Sediment Fingerprinting, Tracer, Potential Sources, Rare Earth Elements, Lavar Dam}
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال