بررسی توزیع عمودی رسوبات بادی توفان‌های گرد و غبار در منطقه سیستان

نویسندگان

• محسن رضائی ترشیزی 1
 عباس میری 2

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکدة آب و خاک، دانشگاه زابل، ایران.

2 استادیار، دانشکدة آب و خاک، دانشگاه زابل، ایران.

چکیده

وقوع خشکسالی های پی درپی در منطقه سیستان شرایط را برای تشدید فرسایش بادی و رخداد توفانهای گرد و غبار فراهم کرده است. به منظور مهار این پدیده ها بررسی آن ها از جنبه های مختلف ضروری است. بررسی توزیع عمودی رسوبات بادی برای ارزیابی مقدار انتقال رسوبات و اعتبارسنجی مدل های فرسایش بادی و همچنین شناخت سازوکار انتقال ذرات اهمیت دارد. در پژوهش حاضر شش رخداد توفان گرد و غبار در بازه زمانی چهار ماهه سال 1397 در منطقة سیستان بررسی شد و توزیع عمودی رسوبات بادی طی این رخدادها تحلیل شد. برای واکاوی هر رخداد، داده های لحظه ای سرعت باد، دید افقی و غلظت PM10 ثبت شده در ایستگاه هواشناسی زابل به طور همزمان دریافت شد. در هر رخداد توزیع عمودی رسوبات بادی با نصب رسوب گیرهایی در 7 ارتفاع از cm20 تا cm700 در منطقه نیاتک سیستان بررسی شد. نتایج نشان داد که رخدادهای مورد بررسی از شدت زیادی برخوردار بودند؛ به طوری که بادهای با سرعت m/s 16-19 بیشترین مدت زمان وزش را داشتند. دید افقی در بیشتر اوقات به کمتر از m 1000 و غلظت PM10  به بیشتر از μg m-3m-3 2000 و در برخی موارد μg m-3 8000 رسید. بیشترین  و کمترین مقدار رسوبات بادی به ترتیب در رخدادهای 3، 4 و 1 مشاهده شد. مقدار رسوبات با سرعت و مدت زمان وزش باد ارتباط داشته و بین غلظت PM10 ثبت شده در ایستگاه هواشناسی و مقدار رسوبات جمع آوری شده وابستگی نزدیک مشاهده شد. همچنین بین مقدار رسوبات و ارتفاع رابطه منفی و نمایی برقرار است.

  

مقدمه

یکی از مهمترین پیامدهای بیابانزایی وقوع توفان های گرد و غبار است، که به صورت گسترده در مناطق خشک ونیمه خشک به ویژه در عرضهای جنب استوایی شکل می گیرند. این پدیده که در پی تشدید فرسایش بادی رخ می دهد در چند دهه اخیر به تهدیدی جدی برای بشر تبدیل شده است. کشور ایران نیز به دلیل قرار گرفتن بر روی کمربند بیابان زایی و فرسایش بادی و قرار گرفتن بیش از 30 %مساحت آن در مناطق خشک و نیمه خشک از شرایط مناسبی برای وقوع این توفانها برخوردار است. وقوع خشکسالی های ممتد طی سالهای اخیر شرایط را جهت وقوع و تشدید توفان های گرد و غبار فراهم نموده است بطوریکه شرق و غرب ایران درگیر این پدیده شده است. منطقه سیستان نیز سالهاست که درگیر این پدیده است، به طوریکه هر رخداد خسارت های جبران ناپذیری را به دنبال دارد. چون دامنة تأثیر این پدیده گسترده است؛ نه تنها منطقه سیستان بلکه کشورهای افغانستان و پاکستان نیز در تأثیر قرار دارند و دارای تأثیرهای محیط زیستی و اقتصادی و اجتماعی گستردهای می باشد. مطالعه این پدیده از جنبه های مختلف از جمله تشدید و فراوانی آنها، علل شکل گیری، دامنه تأثیر، میزان خسارات وارده از آنها، موردتوجه بسیاری از محققان قرارگرفته و از جنبه های مختلف این پدیده مورد بررسی قرار می گیرد. توفان های گرد و غبار منطقه سیستان نیز به طور گسترده از زوایای مختلف از جمله منشأ و فراوانی، علل موثر بر شکل گیری آنها، تغییر مکانی و زمانی و گستره زیر تأثیر به همراه تأثیرهای اقتصادی-اجتماعی آنها مورد بررسی قرار گرفته است.  با این حال بررسی و مطالعه بیشتر این توفانها اطلاعات بیشتری را در اختیار محققان قرار می دهد. در پژوهش حاضر به ویژگی های رخداد توفان گرد و غبار که در سال 1397 در منطقه سیستان رخ دادهاند پرداخته شد تا اطالعات مفیدی در اختیار محققان قرار گیرد.

در هر رخداد توفان گرد و غبار حجم زیادی از رسوبات توسط باد حمل میگردد. توزیع عمودی رسوبات بادی که نشان دهنده حجم رسوبات حمل شده توسط باد در ارتفاعات مختلف میباشد پایه علمی سازوکار و مدل های حرکت و انتقال رسوبات بادی می باشدپژوهش های گسترده ای به بررسی توزیع عمودی رسوبات بادی در سطوح مختلف پرداخته اند. و نشان داده اند که بررسی توزیع عمودی رسوبات بادی برای ارزیابی مقدار انتقال رسوبات و اعتبارسنجی مدل های فرسایش بادی و همچنین برای افزایش دانش ساز وکار انتقال ذرات و روش های کنترل آن اهمیت دارد.

برخی پژوهش ها نشان داده اند که توزیع عمودی رسوبات بادی ازیک تابع توانی پیروی می کند و پاره ای دیگر از نتایج تابع گزارش کرده اند. توزیع عمودی رسوبات بادی در تأثیر اندازه رسوبات، ویژگیهای جریان هوا و شرایط سطح خاک مانند وجود زبری در سطح خاک، پوشش گیاهی، رطوبت خاک و غیره قرار می گیرند.

نتایج پژوهش با دستگاه تونل باد بر روی سطح صاف و بدون مانع، نشا نداد که با افزایش ارتفاع، مقدار رسوبات بادی کاهش یافته و توزیع عمودی رسوبات از تابع نمایی پیروی می کند. در حالی که نتیجة دیگر پژوهش با تونل باد نشان داد که توزیع عمودی رسوبات بادی در سطح عاری از پوشش گیاهی مقدار رسوبات با افزایش ارتفاع کاهش؛ درحالی که داخل پوشش های گیاهی شکستگی هایی در توزیع رسوبات رخ داده است که نشان دهنده تأثیر گیاهان بر آن است. در پژوهشی با نصب 7 رسوبگیر BSNE در ارتفاعات  cm  24 cm 60 ، cm  108، cm 160  cm  200 ،cm  300 و cm400 به بررسی توزیع عمودی رسوبات بادی در منطقه شرق اصفهان پرداختند و مشاهده نمودند که مقدار رسوبات بادی با افزایش ارتفاع کاهش یافت. مقدار رسوبات جمع آوری شده در ارتفاع های مورد بررسی به ترتیب برابر 12، 42/3 ، 99/1 ، 56/1 ، 75/0 ، 21/0 و 39/0 گرم بر سانتیمتر مربع مشاهده شد. در بررسی دیگری در منطقة سیستان توزیع عمودی رسوبات بادی با رسوبگیرهای سیفونی معرفی شده توسط اختصاصی و همکاران بررسی شد. در این بررسی با اندازه گیری رسوبات در 8 ارتفاع در نقطه A در فاصله 20 کیلومتری از دریاچه هامون و در 4 ارتفاع در نقطه B نزدیک به دریاچه توزیع عمودی رسوبات بادی بررسی شد. نتایج نشان داد که رسوبات با ارتفاع در نقطه A افزایش و در نقطه B کاهش یافته و دلیل آنرا نزدیکی نقطه B به دریاچه ذکرکردند. در پژوهش حاضر ضمن بررسی ویژگیهای 6 توفان گرد و غبار در دورة زمانی 4 ماهه در منطقة سیستان و مقایسه این رخدادها از نقطه نظر سرعت باد و رسوبات بادی ، به بررسی توزیع عمودی رسوبات آنها پرداخته شده است تا علاوه بر در اختیار قرار دادن اطلاعات مفیدی از ویژگیهای توفان های گرد و غبار توزیع عمودی رسوبات در طی رخدادهایی با دیگر ویژگی های مورد بررسی قرار گرفت.

ادامه دارد.....

مواد و روش ها

دانلود اصل مقاله

http://www.jdmal.ir/article_44934_e326e625b99047baf23943e8f04b7498.pdf