شناسایی بصری مخروط افکنه ها (Alluvial-Colluvial Fans) از منابع مختلف اطلاعاتی

مخروط افکنه (Alluvial Fan) چیست ؟

یک مخروط افکنه، تراکمی از رسوبات است که شکلی شبیه به یک مخروط کم ضخامت دارد، به طوری که رأس مخروط در ارتفاع بالاتر بوده و منبع تغذیه رسوبی این مخروط می باشد. این شکل، بخش جدایی ناپذیری از چشم اندازهای پایکوهی در مناطق خشک و نیمه خشک هستند. البته در جنگل های بارانی و مناطق یخچالی نیز مشاهده می شوند. از لحاظ وسعت بین حدوداً 1 کیلومتر مربع تا بیش از 20000 کیلومتر مربع نوسان دارند.

مخروط افکنه ها در چه شرایطی ایجاد می شوند ؟

شرایط ژئومورفولوژیک

مخروط های آبرفتی معمولاً در مناطقی ایجاد می شوند که یک کانال محصور (confined channel) وارد یک فضای باز شده و به سمت اراضی دشتی و هموار امتداد پیدا می کند. این وضعیت که با کاهش شیب کانال و نیز باز شدن دیواره های کانال بعد از ورود به اراضی هموار و باز، ایجاد می شود، باعث افت توان حمل رسوب (Sediment Transfer) جریان در این کانال شده و در نتیجه جریان در این کانال شروع به رسوبگذاری (Deposition) می کند. در طول زمان و در حین سیلاب ها و جریانات پیک سالانه در این کانال، مسیرهای موقتی (ephemeral) و یا دائمی (perennial) ایجاد می شود که با گذشت زمان منجر به ایجاد یک شکل مخروطی (Conical Form) و محدب (Convex Form) شده که به نام مخروط آبرفتی یا مخروط افکنه (Alluvial Fan) شناخته می شود.

شرایط اقلیمی یا کلیماتولوژیک

به طور کلی در مناطقی که سطح حوضه دارای پوشش گیاهی ضعیف بوده و شرایط اقلیمی خشک و نیمه خشک و یا بسیار سرد و یخچالی حاکم باشد، شرایط بسیارمساعدی برای ایجاد مخروط افکنه ها مهیا می شود. در مناطق خشک و نیمه خشک به دلیل بارش های ناگهانی و رگباری و نیز فرسایش فیزیکی بالای سنگ ها، حجم زیادی از رسوبات به طور ناگهانی وارد معابر و شبکه های زهکشی می شوند و در حین بارندگی های ناگهانی و سیلابی این حجم بسیار بالای رسوب در لبه خروجی از جبهه کوهستان که بعضاً منطبق با خط شکست شیب یا کنیک است، مخروط افکنه ها را ایجاد می کند. در مناطقی که در حوضه بالادست، فرسایش یخچالی و مجاور یخچالی حاکم باشد و نیز به دلیل فرسایش فیزیکی بسیار بالا در حوضه های تحت حاکمیت و فعالیت یخچال ها نیز مورن ها منبع رسوبی اصلی در ایجاد مخروط افکنه ها (یا بهتر است بگوئیم مخروط های برون شسته یخچالی) هستند. در فصول ذوب و به خصوص به هنگام گرمای زودرس و ناگهانی بهاری، حجم بسیارزیادی از برف و یخ در ارتفاعات و یخچال های بالادست ذوب شده و باعث ایجاد سیلاب هایی می شود که حامل مورن های یخچالی بوده و این حجم از رسوبات در دهانه خروجی از کوهستان مخروط افکنه های بزرگی ایجاد می نماید. این نوع مخروط افکنه ها در اطراف ارتفاعات هیمالیا به خوبی مشاهده می شوند.

شرایط زمین شناسی و لیتولوژیک

مخروط افکنه ها در شواهد زمین شناسی همچون در حوضه های مربوط به دوره تریاس در آمریکای شمالی و شرقی و نیز در ماسه سنگ های قرمز جدید در دون جنوبی به وفور یافت می شوند. رسوبات این مخروط ها، معمولاً شامل تراکم بسیار بالایی از گراول می باشد. به طور کلی مخروط افکنه ها دارای توالی رسوبی و لایه بندی هستند. به طوری که در خلال سیلاب های مختلف که در طول سالیان متمادی ایجاد می شوند، لایه هایی از رسوبات درشت و قلوه سنگی و لایه هایی با رسوبات ریزتر تراکم می یابند. معمولاً مقطع عرضی از رسوبات مخروط های آبرفتی دارای توالی آبرفتی متقاطع بوده و شامل توالی لایه هایی با رسوبات ریز و درشت می باشد. برخی از بزرگترین مخروط افکنه ها جهان در جبهه پیشانی ارتفاعات هیمالیا در دشت رودهای ایندو-گنگ ایجاد شده اند. این مخروط های افکنه به نام مخروط های برون شسته یخچالی (Glacial Outwash Fan) نیز نامیده می شوند.

شناسایی مخروط افکنه ها چه اهمیتی دارد ؟

مخروط افکنه ها دارای کاربردهای گسترده ای در مطالعات بنیادین و کاربردی مختلف دارد. در زمینه بررسی سکونتگاه های روستایی و نحوه استقرار انسان، یکی از مهمترین عوارض ژئومورفیک به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک همین مخروط افکنه ها هستند. مخروط افکنه ها از دیرباز مرکز تجمع و تراکم جمعیت انسانی و تشکیل هسته های مدنی و هویت زای فلات مرکزی ایران بوده و بسیاری از سایت های تاریخی و شهرهای باستانی در این بخش شکل گرفته اند. مخروط افکنه ها از لحاظ تأمین آب در مناطق خشک و نیمه خشک بخش داخلی فلات ایران بسیار حیاتی و مهم به شمار می روند زیرا تنها منبع تأمین آب در این بخش می باشند. مخروط افکنه ها با سیستم تأمین آب قنات ارتباط تنگاتنگی داشته و هسته مدنی بسیاری از شهرها و روستاهای ایران در بخش فلات مرکزی را قنات های حفر شده بر روی همین مخروط افکنه ها فراهم نموده اند. در نتیجه در مطالعات مربوط به تاریخ تکوین مدنی و هویت روستایی و شهری به خصوص در مناطق خشک و نیمه خشک، در مطالعات باستان شناسی و پژوهش های تاریخی و باستان شناسی در مطالعات مربوط به تغییرات اقلیمی، مطالعه آبهای زیرزمینی، تغییرات حوضه های بالادست، بررسی فعالیت های گسلی و تکتونیکی حوضه ها و بسیاری از زمینه ها مطالعاتی و کاربردی دیگر، دارای اهمیت هستند.

شناسایی مخروط افکنه ها از روی نقشه های توپوگرافی

یکی از منابع تشخیص مخروط افکنه ها استفاده از نقشه های توپوگرافی است. با استفاده از نقشه های توپوگرافی با مقیاس مناسب می توان مخروط افکنه ها یا مخروط های دلتایی و یا مخروط های واریزه ای را تشخیص داد. در نقشه های توپوگرافی مخروط افکنه ها با انحنایی که در خطوط منحنی میزان به سمت پائین دست شیب ایجاد می کنند، قابل تشخیص هستند. علاوه بر آن الگوی واگرای خطوط زهکشی و الگوی شبکه های قنوات و نیز الگوی باغات و زمین های زراعی نیز می تواند در تشخیص این فرم ها مورد استفاده قرار گیرند. در اشکال زیر نمونه هایی از مخروط های آبرفتی بر روی نقشه توپوگرافی نمایش داده شده است.

شناسایی مخروط افکنه ها با استفاده از نقشه های سایه روش (Hillshade)

یکی از منابعی که می تواند در تشخیص مخروط های آبرفتی مورد استفاده قرار گیرد، نقشه های سایه و روشن یا مدل Hillshade است. این مدل ها به روش های مختلفی تهیه و تدوین می گردند. معمولاً این مدل ها از مدل رقومی ارتفاعی در نرم افزارهای سیستم اطلاعات جغرافیایی تهیه می شوند. استفاده از این روش تنها در مواردی که سایر داده ها موجود نباشد، پیشنهاد می گردد.

شناسایی مخروط افکنه ها با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی

از مدل های رقومی ارتفاعی نیز می توان به عنوان منبعی برای تشخیص مخروط افکنه ها استفاده نمود. البته در صورت وجود منابع دیگرهمچون نقشه های توپوگرافی و یا تصاویر ماهواره ای و یا عکس های هوایی استفاده از این روش چندان پیشنهاد نمی شود. اما به طور کلی مدل های رقومی ارتفاعی قابلیت شناسایی بصری مخروط افکنه ها را به کاربران می دهند. در شکل زیر نمونه ای از انعکاس فرم شناسی یک مخروط افکنه را بر روی مدل رقومی ارتفاعی طبقه بندی شده با رنگ های هیپسومتریک مشاهده می کنید.

شناسایی مخروط افکنه ها با استفاده از تصاویر ماهواره ای

معمولاً بهترین ابزار و منبع تشخیص مخروط های آبرفتی استفاده از تصاویر ماهواره ای است. تصاویر ماهواره ای شامل تمامی اطلاعات سطح زمین بوده و در نتیجه به عنوان بهترین ابزار تشخیص مخروط های دلتایی، مخروط های آبرفتی و واریزه ای می تواند مورد استفاده قرار گیرد. الگو و فرم تصویر که به صورت رگه های واگرا بر روی تصویر نمایش داده می شوند، یکی از المان های مهم در تشخیص این لندفرم است. در ایران در اطراف چاله های داخلی در جائیکه که رودها به حوضه انتهایی خود می رسند، محل مناسبی برای ایجاد مخروط افکنه ها است. به طور کلی فاصله بین واحد ژئومورفیک کوهستان و واحد دشت سر یکی از محل های مناسب برای تشکیل مخروط های آبرفتی است. موقعیت مناسب دیگر در تشکیل این عوارض در حواشی چاله ها و دریاچه های بسته داخلی است.