تحلیل ارتباط ویژگی‌های لیتولوژی غالب و گسل‌های زیرحوضه‌های واحد زمین‌ساختی زاگرس و بُعد فراکتالی آن‌ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار ژئومورفولوژی، گروه جغرافیا، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

2 کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی،گروه جغرافیا، دانشکدۀ علوم انسانی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

10.22111/j10.22111.2022.6692

چکیده

هندسه فرکتال ابزار مناسبی برای بررسی و شناخت رفتار پیچیده رودخانه است. مهم‌ترین ویژگی فرکتال، بُعد آن است. هدف این مقاله تعیین بُعد فرکتال و تحلیل آن با استفاده از تئوری هندسه فرکتال در زیرحوضه‌های واحد زمین ساختی زاگرس در غرب و جنوب غربی ایران است. برای بررسی بعد فرکتال واحد ژئومورفیک زاگرس، ابتدا لایه رودخانه‏های اصلی و آبراهه‏ها از 30*30 DEM مستخرج از ماهواره‏ی SRTM تهیه گردید. کل واحد ژئومورفیک ابتدا به یازده حوضه آبی حله، جراحی و زهره، کل مهران، کرخه، کارون، طشتک بختگان، مرزی غرب، مند، ابرقو- سیرجان، بندرعباس سدیچ، گاوخونی و هامون جازموریان تقسیم شد. سپس این حوضه‌های آبی به 272 زیرحوضه تقسیم شد. در گام بعدی رتبه‌بندی آبراهه‌ها به روش هورتن و استرالر انجام گرفت؛ به کمک طول شاخه‌ها و نسبت انشعاب، بُعد فرکتال تمامی زیرحوضه‌ها محاسبه شد. بعد فرکتال 30 زیرحوضه در این واحد مورفوتکتونیک 1-0 (02/11%)، 185 زیرحوضه 2-1 (01/68%) و 57 حوضه بیشتر از 2 (95/20%) برآورد گردید. تجزیه و تحلیل بعد فرکتال بین 2-1 زیرحوضه ها با رتبه نهایی هفت، در غالب زیرحوضه‌ها، نشان می دهد که این واحد زمین ساخت ازنظر حوضه‌ای به تکامل رسیده است و درصد کم‌تری از زیرحوضه‌ها، بعد فرکتال کمتر از یک و بیشتر از 2 دارند. بعد فرکتال کمتر از 1 و بیش از 2 می تواند انعکاسی از وضعیت تکتونیک و لیتولوژی زیرحوضه ها باشد که مانع از به تعادل رسیدن بعد فرکتال زیرحوضه‌ها، در سطح یا خط شده اند. تجزیه و تحلیل نهایی زیرحوضه ها در واحد زمین ساختی زاگرس نشان می دهد که نمی‌توان رابطه معنی داری بین بعد فرکتالی و خصوصیات فیزیوگرافی زیرحوضه‌ها برآورد نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of the relationship between dominant lithological features in the sub-basins of Zagros tectonic unit and their fractal dimension

نویسندگان [English]

  • Gholam hassan Jafari 1
  • Kazhal Qafoori 2
چکیده [English]

Fractal geometry is a suitable instrument for studying and understanding the complex behavior of a river. The most important feature of the fractal is its dimension. The purpose of this essay is to evaluate the fractal dimension on a large scale in the morphotectonic unit of Zagros and its analysis using fractal geometry theory and Horton-Strahler ranking.For this purpose the waterways were ranked by Horton and Strahler method. It seems that the fractal dimension less than 1 and more than 2 is due to the tectonics and lithology of the sub-basin, which has caused the sub-basins not to reach balance in terms of fractal dimension at the surface or line.Of course, this does not mean that the fractal dimension follows the basin lithology in an abstract way, but it indicates that the spatial distribution of lithology in a basin along with morphotectonic evidence such as faults can get the fractal dimension of the basin out of balance. An exact connection cannot be estimated between the fractal dimension and the physiographic characteristics of the sub-basins of the Zagros morphotectonic unit.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fractal dimension
  • Morphotectonic Unit
  • Zagros
  • Horton-Strahler
  • Bifurcation ratio
- آرین،مهران؛ سیداحمد هاشمی (1387). پهنه‌بندی لرزۀ زمین‌ساختی زاگرس. مجله علوم پایۀ دانشگاه آزاد اسلامی. جلد 18. شمارۀ 69. صفحات 76-63.
https://www.sid.ir/Fa/Journal/ViewPaper.aspx?id=86124 
- آقانباتی، سیدعلی (1383). زمین‌شناسی ایران. انتشارات سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور. صفحه 640.
https://www.gisoom.com/book/11083834 
- جعفری، غلامحسن؛ فاطمه بختیاری (1396). شواهد ژئومورفولوژیکی اسارت و انحراف کواترنری رودخانه‌ها (مطالعۀ موردی: حوضۀ قزل‌اوزن). پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی. دورۀ 23. صفحات 116-105.  
http://ensani.ir/fa/article/381229 
- جعفری، غلامحسن؛ هژیر محمدی (1398). بررسی رفتار آشوبناک تلخه‌رود استان زنجان در کواترنری. فضای جغرافیایی واحد دانشگاه آزاد اهر. دورۀ 66. صفحات 205-185.  
http://geographical-space.iau-ahar.ac.ir/article-1-2895-fa.html 
- جعفری، غلامحسن؛هژیر محمدی (1398). بررسی رفتار آشوبناک فرایندهای ژئومورفولوژیکی حوضۀ آبریز قزل‌اوزن.جغرافیا و مخاطرات‌محیطی. دانشگاه فردوسی مشهد. دورۀ 8. صفحات 23-1.
http://geoeh.um.ac.ir/article_32993.html  
- چورلی، ریچارد جی؛ استانلی ای شوم؛ دیوید ای سودن(1392). ژئومورفولوژی (فرایندهای دامنه‌ای، آبراهه‌ای و ساحلی و بادی)، ترجمه احمد معتمد. انتشارات سمت. جلد سوم. 456 صفحه.
https://bookroom.ir/book/54289 
- عدل، ایرج؛ صمد مهروند (1383). بُعد فرکتالی و مشخصات هیدرولوژیکی حوضه‌های آبخیز، اولین کنگرۀ ملی مهندسی عمران. صفحات 6-1. https://www.civilica.com/Paper-NCCE01-277_4543631433 
- علایی طالقانی، محمود (1396). ژئومورفولوژی ایران، انتشارت قومس. صفحه 360.
https://www.adinehbook.com/gp/product/9645516625 
- علمی‌زاده، هیوا؛ امید ماه‌پیکر؛ مریم سعادتمند (1393). بررسی نظریۀ فرکتال در ژئومورفولوژی رودخانه‌ای (مطالعۀ موردی: زرینه‌رود)، پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی.سال سوم. شمارۀ 2. پاییز 1393. صفحات 141-130.
https://elmnet.ir/article/1159980-42491 
- علیزاده، امین (1394). اصول هیدرولوژی کاربردی، انتشارات دانشگاه امام رضا. مشهد. 942 صفحه.
https://www.gisoom.com/book/11153333 
- فتاحی، محمد‌هادی؛ زهرا طالب‌زاده (1396). تولید آب‌نگار واحد مصنوعی بر پایۀ ویژگی‌های فراکتال حوضۀ آبخی،. فصلنامۀ علمی- پژوهشی مهندسی منابع آب. دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت. دورۀ 10. صفحات 97-87.
http://wej.miau.ac.ir/article_2304.html 
- فتاحی، محمدهادی؛ زهرا طالب‌زاده (1396). ارتباط بین ضریب فشردگی حوضۀ آبریز با ویژگی‌های فرکتال آن، تحقیقات منابع آب ایران. سال سیزدهم. شمارۀ 1. صفحات 203-191.
https://www.sid.ir/fa/Journal/ViewPaper.aspx?id=312333 
- قاسمی‌فر، الهام؛ سمیه ناصرپور (1393). پهنه‌بندی اقلیمی ناحیۀ زاگرس، فصلنامۀ علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی سپهر. دورۀ 23. شمارۀ 89. صفحات 60-54.
http://ensani.ir/fa/article/346200 
- کرم، امیر (1389). نظریۀ آشوب فرکتال (برخال) و سیستم‌غیرخطی در ژئومورفولوژی، مجلۀ جغرافیای طبیعی. شمارۀ 8. صفحات 82-67.
https://www.sid.ir/fa/Journal/ViewPaper.aspx?id=123336 
- محمدی‌خشویی،مژده؛‌محمدرضا‌اختصاصی(1398). مقایسۀ بُعد فراکتال و ویژگی‌های ژئومورفولوژیک در مدیریت حوزۀ ‌آبخیز عقدا، فصلنامۀ علمی- پژوهشی پژوهش‌های فرسایش محیطی. دانشگاه هرمزگان. دورۀ ۹. صفحات ۶۲-۸۴.
http://magazine.hormozgan.ac.ir/article-1-493-fa.html 
- Baas, A. C (2002). Chaos، fractals and self-organization in coastal geomorphology: simulating dune landscapes in vegetated environments. Geomorphology. 48 (1-3). PP.309-328.
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2002Geomo..48..309B 
- Bez, N., & Bertrand, S. (2011). The duality of fractals: roughness and Self-similarity Theoretical Ecology, 4(3), PP.371-383.
https://sci-hub.se/https://doi.org/10.1007/ s12080-010-0084-y 
- Cleveringa، J.، & Oost، A. P. (1999). The fractal geometry of tidal-channel systems in the Dutch Wadden Sea. Geologie en Mijnbouw، 78(1)، PP. 21-30.
https://link.springer.com/article/10.1023/A:1003779015372 
- Di Giulio, A., Ceriani, A., Ghia, E., & Zucca, F (2003). Composition of modern stream sands derived from sedimentary source rocks in a temperate climate (Northern Apennines, Italy). Sedimentary Geology, 158(1-2), PP.145-161. https://www.researchgate.net/publication/223249539_Composition_of_modem_stream_sands_derived_from_sedimentary_source_rocks_in_a_temperate_climate_North_Apennines_Italy  
- Khanbabaei, Z., Karam, A., & Rostamizad, G. (2013). Studying relationships between the fractal dimension of the drainage basins and some of their geomorphological characteristics. International Journal of Geosciences, 4(03), PP. 636- 642.
https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=31782 
- Mandelbrot, B. (1967). How long is the coast of Britain? Statistical self-similarity and fractional dimension. Science, 156 (3775), PP.636-638.
https://science.sciencemag.org/content/156/3775/636 
- Phillips، J. D (1993). Interpreting the fractal dimension of river networks. Fractals in geography، 7، PP.142-157.
https://www.researchgate.net/publication/292415293_Interpreting_the_fractal_dimension_of_river_ne
- Sivakumar, B & Berndtsson, R (2010). Advances in data-based approaches for hydrologic modeling and forecasting. World Scientific, P.441.
https://www.amazon.com/Advances-Data-Based-Approaches-Hydrologic-Forecasting/dp/9814307971 
- Tabatabaei, M., Solaimani, K., & Noroozi, A. A (2013). Ordering Discontinuous Digital Stream Networks in a Watershed by Developing an Object-oriented Model in the GIS Environment. Environmental Sciences, 10(1), PP.13-28.
http://envs.sbu.ac.ir/article/viewFile/2390/2386 
- Turcotte, D.L (2007). Self-organized complexity in geomorphology: Observations and models. Geomorphology، 91(3-4)، PP.302-310.
https://www.researchgate.net/publication/223363088_Self-organized_complexity_in_geomorphology_ Observations_and_modelstworks 
- Rodriguez-Iturbe, I & Rinaldo, A (2001). Fractal river basins: chance and self-organization. Cambridge University Press. P.547.
https://www.nhbs.com/fractal-river-basins-book