نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• حمیدرضا پیروان ¹
• محمد کریمی خالدی ²
• ضیاء‌الدین شعاعی ¹
• رامین ساریخانی ³

¹ دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

² دانش آموخته کارشناسی ارشد زمین‌شناسی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات کرج

³ استادیار، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران

چکیده

در این تحقیق، واگرایی مارن­‌های جنوب استان تهران در ناحیه حسن­‌آباد و جنوب ورامین شامل مارن­‌های محیط خشکی سازند قرمز بالایی واحد M3 و آبرفت مارنی پلیوسن واحد Plm در شیب­‌های پنج، 20 و 40 درصد و در سه شکل فرسایش سطحی، شیاری و خندقی بررسی شدند. بر این اساس، از سازندهای مارنی یاد شده، بر اساس شکل فرسایش غالب، تعداد 20 نمونه تهیه شد. برای دست‌یابی به هدف­‌های از پیش تعیین ­شده، آزمایش­‌هایی نظیر دانه­‌بندی، حدود ­آتربرگ، تحلیل‌های شیمیایی نظیرکاتیون­‌ها و آنیون­‌ها، SAR ،TDS ،EC و هیدرومتری دوگانه و پین­‌هول انجام شد. نتایج حاصل از آزمون­‌های هیدرومتری ­دوگانه بر روی 18 نمونه، فقط سه مورد واگرایی کم را نشان­ می‌­دهد که شامل مارن­‌های واحد M₃ در نمونه دست­‌نخورده برداشت ­شده از ایستگاه 1 با شکل فرسایش خندقی، نمونه ایستگاه 2 با دامنه با شیب 40 درصد و فرسایش سطحی و ایستگاه 5 با شیب پنج درصد با شکل فرسایش آبراهه‌­­ای است. طبق آزمایش پین­‌هول انجام شده، از 17 نمونه تحت بررسی، 12 نمونه غیر واگرا و پنج نمونه با واگرایی کم تا متوسط به‌دست آمد. در آزمایش پین­‌هول، عمده مارن­‌های با اشکال فرسایش­ آبراهه­‌ای و برخی از نمونه­‌های با فرسایش خندقی، واگرایی کم تا متوسط نشان دادند. سایر اشکال فرسایش سطحی و شیاری رفتار غیر واگرا نشان دادند. بر اساس خصوصیات شیمیایی کل املاح موجود (TDS) در نمونه و نسبت درصد سدیم (PS)، بیشتر نمونه­‌ها در نمودار شیمیایی کاساگراند در محدوده خاک‌­های واگرا، یک نمونه در مرز واگرایی با شکل فرسایش سطحی و یک نمونه در محدوده خاک­‌های با احتمال 50 درصد واگرایی با شکل فرسایش شیاری قرار می­‌گیرد. در آزمایش شرارد اصلاح شده، به‌عکس، تمامی نمونه­‌ا غیر واگرا هستند که نتایج آن با هیچ یک از روش­‌های به‌کار رفته انطباق ندارد و لذا، این طبقه‌­بندی مورد قبول نیست. روش شیمیایی آفریقایی نتیجه بهتری نسبت به سایر روش‌­های شیمیایی نشان داد. در این روش، نیمی از نمونه­‌ها واگرا و نیمی دیگر غیر واگرا طبقه­‌بندی شدند. بر اساس معیار شیمیایی و فیزیکی، پدیده واگرایی در تمامی اشکال فرسایش سطحی، شیاری، خندقی و آبراهه‌­ای دیده شده است. از این روش، چنین نتیجه می‌شود که خاک­‌های مارنی تحت تأثیر عوامل فیزیکی و شیمیایی استعداد واگرایی را دارند، حتی اگر در زمان نمونه­‌برداری اشکال فرسایش سطحی و یا شیاری را نشان دهند. به بیان دیگر، در این خاک‌­ها به شرط فراهم شدن سایر شرایط لازم از جمله درجه شیب و میزان تمرکز رواناب، امکان توسعه فرسایش سطحی و شیاری به خندقی و تونلی و یا آبراهه‌­ای فراهم است.

کلیدواژه‌ها

• پین‌هول
• هیدرومتری دوگانه
• روش شرارد
• روش آفریقایی
• روش شرارد اصلاح‌ شده

عنوان مقاله [English]

Study of various methods performance for dispersivity rate detection of Miocene and Pliocene marl sediments in various erosion types of south of Hasanabad and Varamin areas

نویسندگان [English]

• Hamidreza Peyrowan ¹
• Mohammad Karimi Khaledi ²
• Ziaeddin Shoaee ¹
• Ramin Sarikhani ³

¹ Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

² MSc, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran

³ Assistan Professor, Department of Geology, Faculty of Science, Lorestan University, Lorestan, Iran

چکیده [English]

In this study, marls ofsouth of Hassan Abad and Varamin in Tehran Province, including the marls of Upper Red Formation unit M₃ and Pliocene marls of unit Plm in slopes of five5, 20 and 40 percents were evaluated in terms of shape and intensity of erosion, physical, chemical, engineering and dispersion features. Accordingly, 20 samples were taken from mentioned marl formations. To achieve predetermined goals, granulometry, Atterberg limits, chemical analysis such as cations and anions, SAR, TDS, EC and double hydrometery and pinhole were tested. Results of double hydrometery tests on 18 samples indicated that only three have low dispersion degree Which are related to marls of unit M₃ in undisturbed samples of station 1 with the form of gully erosion, station 2 with 40% slope and surface erosion and station 5 with 5% slope and channel erosion. According to the pinhole test, from 17 samples, 12 samples were classified as non dispersive and five samples as low to moderate dispersive classes. In this test, the majority of the samples with channel erosion and some samples with gully erosion showed low to moderate dispersion rate. Other erosion forms such as surface and rill erosion showed non-dispersive behavior. Based on chemical properties of the Total Dissolved Solids (TDS) and Sodium Percentage (PS), in Casagrande chemical graph, the majority of samples are clssified as dispersive soil, one sample with surface erosion in the boundary of dispersion and one sample with rill erosion as dispersive with the probability of 50%. In modified Sherard chemical method, all samples are classified as non dispersive soils. These results have no conformity with other physical and chemical methods so this classification is not acceptable. African chemical method showed better results compared to other chemical methods. In this method, half of the samples were classified as dispersive and the other half as non-dispersive. According to chemical and physicalstandards, dispersion phenomenon has been seen in all forms of surface, rill, gully and channel erosion. It has been concluded that marl soils are potentially dispersive under the influence of chemical and physical factors, even if they show surface and rill erosion forms, at the time of sampling. In other words, if the necessary conditions such as slope sleepness and runoff concentration occure in these soils, surface and rill erosion forms can be developed to dispersive forms such as channel and gully erosion types.

کلیدواژه‌ها [English]

• African chemical method
• Double hydrometer
• Modified Sherard chemical method
• Pinhole
• Sherard chemical method