ویژگی های فیزیکی و شیمیایی

مارن ها یکی از مهم ترین واحدهای رسوبی در ایران می باشند که به لحاظ ویژگی های فیزیکی- شیمیایی از رسوب زدایی و فرسایش پذیری زیادی برخوردار هستند. ماهیت دانه بندی و عناصر موجود در آن ها و تأثیر این دو موضوع در میزان فرسایش مارن ها بسیار مهم می باشد. در پژوهش حاضر به بررسی ویژگی های فیزیکی- شیمیایی واحد های مارنی و تأثیر آن بر اشکال مختلف فرسایشی در منطقه نوبران ساوه پرداخته شده است. بدین منظور علاوه بر نمونه برداری از رسوبات، آزمایش شبیه سازی باران (به کمک دستگاه شبیه ساز باران) در سه واحد مارنی منطقه بر اساس اشکال مختلف فرسایشی انجام شد و میزان رواناب و رسوب تولیدشده در هر نقطه در آزمایشگاه تفکیک و اندازه گیری شد. همچنین در آزمایشگاه پارامتر های هدایت الکتریکی، میزان عناصر سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، گچ، درصد ذرات رسوبی و سدیم قابل جذب (SAR) نمونه ها اندازه گیری گردید. در تجزیه وتحلیل داده ها از روش تجزیه واریانس و مقایسه میانگین ها در نرم افزار آماری SPSS استفاده شده است. همچنین مقایسه ای اجمالی بین دامنه های روبه شمال و جنوب که ازنظر فرسایش متفاوت می باشند، نیز انجام شد. بر اساس نتایج تجزیه واریانس اشکال مختلف فرسایشی در میزان یون سدیم، نسبت جذب سدیم و میزان درصد رس، دارای اختلاف معنی دار می باشند. میزان میانگین یون سدیم و نسبت جذب سدیم از فرسایش سطحی به فرسایش خندقی در مارن های منطقه افزایش یافته و میزان میانگین درصد رس از فرسایش سطحی به فرسایش خندقی کاهش می یابد. همچنین سه متغیر یون سدیم، نسبت جذب سدیم و درصد رس نمونه ها را می توان عواملی تأثیرگذار در فرسایش مارن های منطقه و ایجاد اشکال مختلف فرسایشی دانست. بنابراین بین نوع لندفرم و خواص فیزیکی و شیمیایی مواد سازنده و نحوه و میزان فرسایش پذیری آن ارتباط وجود دارد.

هدف از این مطالعه توسعه مدل های حساس فرسایش خندقی با اجرای الگوریتم یادگیری ماشینی (ماشین بردار پشتیبان و درخت رگرسیون تقویت شده) در حوضه مُهر است. ابتدا، مناطق خندقی شناسایی و پس از آن 13 متغیر مستعد کننده فرسایش خندقی (شیب، جهت شیب، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص قدرت جریان، شاخص زبری سطح، فاصله از آبراهه، تراکم زهکشی، فاصله از جاده، کاربری اراضی، پوشش گیاهی، متوسط بارندگی سالانه، زمین شناسی و بافت خاک) انتخاب شد. ضریب تورم واریانس برای ارزیابی چندخطی بین متغیرها استفاده شد. در نهایت نقشه حساسیت فرسایش خندقی در محیط (R) تهیه شد. همچنین تأثیر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک بر فرسایش خندقی با استفاده از رگرسیون چند متغیره بررسی شد. از نظر اهمیت متغییرها، در مدل SVM کاربری اراضی و در مدل BRT زمین شناسی بیشترین تأثیر را بر فرسایش خندقی دارد. نقشه حساسیت پیش بینی شده با کمک منحنی مشخصه عملکرد گیرنده (ROC) اعتبارسنجی شد. نتایج نشان داد که مساحت زیر منحنی (AUC) در مدل های ماشین بردار پشتیبان و درخت رگرسیون تقویت شده به ترتیب 92/0 و 94/0 محاسبه شد که منجر به پیش بینی دقیقی شد. همچنین نتایج نشان داد متغیر ماسه (299/9)، نسبت جذب سدیم (967/7) و مواد خنثی شونده (185/6) بیشترین تأثیر را بر فرسایش خندقی دارد