تعیین موثرترین ویژگی های فیزیکی و مکانیکی خاک برافزایش سطح مقطع آبکندها در استان اردبیل

فرسایش آبکندی یکی از مهمترین انواع فرسایش در سطح کشور است که در نقاط مختلف استان اردبیل وجود دارد و یکی از شاخص های گسترش آبکند افزایش سطح مقطع آن می باشد. توپوگرافی منطقه و ویژگی های خاک از جمله مهمترین عوامل موثر بر فرسایش آبکندی می باشند. با وجود اهمیت ویژگی های خاک در فرسایش آبکندی، تاثیر مستقیم این عوامل کمتر بررسی شده است و مطالعات محدودی در مورد تاثیر ویژگی-های فیزیکی و مکانیکی خاک بر فرسایش آبکندی انجام شده است. هدف این پژوهش تعیین تاثیر توپوگرافی بر فرسایش آبکندی و تاثیر ویژگی-های فیزیکی و مکانیکی خاک سطحی و زیرسطحی بر افزایش سطح مقطع آبکندها و در نهایت انتخاب مهمترین ویژگی های خاک موثر بر آن در سه منطقه ارتاداغ، ملااحمد و سرچم استان اردبیل بود. همچنین رابطه بین مهمترین ویژگی های خاک و عوامل توپوگرافی نیز بررسی گردید. با استفاده از دو روش رابطه طبقات شیب با تراکم آبکندها و شاخص آستانه توپوگرافی که S و A شیب و مساحت حوضه زه کشی آبکند و a و b ضرائب محیطی هستند، تاثیر توپوگرافی بر فرسایش آبکندی در سه منطقه ارزیابی شد. پس از انتخاب مجموعه ای مشابه از آبکندها در هر منطقه از نظر مشخصات حوضه زه کشی، گسترش آبکندها با اندازه گیری افزایش سطح مقطع آن ها در طول دو سال و در چهار نقطه از طول آبکندها اندازه گیری شد. با اندازه گیری 17 ویژگی مکانیکی و فیزیکی خاک سطحی و زیرسطحی در نقاط اندازه گیری سطح مقطع، با استفاده از تحلیل مولفه-های اصلی (PCA) مهمترین ویژگی های موثر بر افزایش سطح مقطع آبکند تعیین شد. در نهایت مدل رگرسیونی افزایش سطح مقطع آبکند در اثر مهمترین ویژگی های خاک حاصل از PCA، با رگرسیون گام به گام برای هر منطقه به دست آمد. رابطه طبقات شیب و تراکم آبکند نشان داد در منطقه ملااحمد با افزایش شیب تراکم آبکند بیشتر شده است و در منطقه ارتاداغ تا شیب 20-30 درصد این روند مشاهده شد، در حالی که در منطقه سرچم رابطه ای بین طبقات شیب و تراکم آبکند وجود نداشت. با استفاده از شاخص آستانه توپوگرافی، فرآیند غالب هیدرولوژیکی تشکیل آبکند برای منطقه ملااحمد رواناب سطحی و برای منطقه سرچم جریان زیرزمینی تشخیص داده شد و در ارتاداغ هر دو نوع جریان سطحی و زیرزمینی موثر شناخته شد. با انجام PCA در دو منطقه ملااحمد و ارتاداغ عمدتا ویژگی های مکانیکی و پایداری خاکدانه ها بر افزایش سطح مقطع آبکند تاثیر بیشتری داشتند، در حالی که در منطقه سرچم کلاس های اندازه ذرات و شاخص های پایداری خاکدانه ها تاثیر بیشتری داشتند. به طور کلی رابطه ی بین تراکم آبکند در طبقات مختلف شیب، آستانه توپوگرافی تشکیل آبکند و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی موثر بر گسترش آبکندها نشان داد که بین نوع جریان هیدرولوژیکی تشکیل آبکند و مهمترین ویژگی های خاک موثر بر افزایش سطح مقطع آبکند هماهنگی وجود دارد.