ارزیابی زمین‌ساخت حوضه‌های آبریز با استفاده از اختصاصات ژئومورفولوژیک در قالب الگوی TecDEM (مورد مطالعه: حوضۀ آبریز رودک در شمال شرق تهران)

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه تهران

2 کارشناس ارشد مخاطرات طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

شناخت نواحی زمین‌ساختی فعال، به‌ویژه در زون‌های ساختاری همگرا به‌سبب قابلیت مخاطره‌آمیز بودن شایان ‌توجه آنها اهمیت زیادی دارد. از سوی دیگر، به‌دلیل محدودیت‌های فیزیکی، بررسی‌های میدانی در این نواحی با توپوگرافی خشن و متعارض، دشوار است. در این پژوهش، با استفاده از ‌روش‌های دورسنجی، ژئومورفومتری و کارهای میدانی، اختصاصات مورفومتریک و ژئومورفولوژیک حوضة رودک در شمال شرق تهران در قالب الگوی TecDEM که در نرم‌افزار متلب[1] اجرا شده، از داده‌های رقومی (الگوی رقومی ارتفاع) استخراج و تجزیه و تحلیل شده است. در این الگو، از شاخص‌های نو مانند چولگی و کشیدگی نمودار هیپسومتری، شاخص فرورفتگی q، شیب S و نقشة همپایة IsoBase MAP  بهره گرفته شده است. نتایج بررسی و تجزیه و تحلیل عناصر ساختاری مورفوتکتونیکی استخراج‌شده مانند نیمرخ طولی رودخانه، جهت‌های جریان، مورفولوژی حوضة آبریز، نقطه‌های عطف و تغییر شیب، منحنی‌های هیپسومتری و مقدار کشیدگی و چولگی آن که حاصل کنش و واکنش نیروی‌های زمین‌ساختی است، بیان‌کنندة تغییرات مورفوتکتونیکی فعال حوضه و کنونی آن است. نتایج بررسی‌ها در قالب الگوی TecDEM، پژوهش‌های میدانی و شواهد به‌دست‌آمده از طریق داده‌های ایستگاه ژئودینامیک گرمابدر، درستی الگو را در نشان دادن شرایط نئوتکتونیک مناطق نشان می‌دهد.



[1]. Matlab

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessment of watershed Tectonics Using Geomorphologic Characteristics in the TecDEM Model, Roodak Basin in North East Tehran

نویسندگان [English]

  • Abolghasem Goorabi 1
  • Fatemeh Kiaroostami 2
1 Assistant Professor of Geomorphology, Faculty of Geography, University of Tehran, Iran
2 Master of Natural Hazards, Faculty of Geography, University of Tehran, Iran
چکیده [English]

Introduction
Identification of active tectonic areas, especially in convergent zone are very important because of their potential risks. Nowadays, there are several algorithms that are used for tectonic analysis; one of them is TecDEM that is used in this research. In this study, using Remote sensing techniques, geomorphometric analysis and fieldwork were conducted to analyze morphometric and geomorphologic characteristics of Roodak basin in northeast region of Tehran in the TecDEM model within Matlab software. This model used new indices such as Skewness and Kurtosis of hypsometry diagram, concavity and steepness indices and finally Isobase Map. The obtained results from this calculation represent morphotectonic changes on the watershed. The results in the TecDEM model in comparison with field studies. The obtained evidence through Garmabdar Geodynamic station data shows accuracy of the model at Description and Analysis neotectonic terms area.
 
Methodology
To investigate active tectonics in the study area, through geological map (Tehran, MarzanAbad, Baladeh, Fasham) of the area the faults zones was diagnosed. Then, evidence of active tectonics in the basin was studied by regional presence. The data analysis of Garmabdar geodynamic permanent station was used based on the data from 5 years (2006 to 2010). Then, through a Kartosat2.5 meter resolution satellite image approximate range of Roodak basin and sub basins were specified. Finally, to extract Roodak basin and sub-basins and calculate the indices, we used ArcGIS and TecDEM software by Digital Elevation Model (DEM).
 
Results and Discussion
The values obtained from indices and field study and analysis of Garmabdar geodynamic station show that Roodak Basin is in early stage. The observations represented lack of sediment on some areas, fractured rocks by fault, steep slopes, narrow valleys and high mountains, high potential of mass movement in the basin. These were to some extent consistent with calculated tectonic indices. Thus, the TecDEM is a powerful tool to understand the nature of tectonic zones. Based on concavity and steepness and gradient slope river indices, fourth sub basin of Garmabdar basin has the highest rate of activity and Meygoon basin has the lowest rate of activity. Based on transverse topographic symmetry index, first and third sub basins show the maximum tilt. Furthermore, IsoBase map of the area confirms tectonic effects on topography changes and changes in the classification of stream basin. Hypsometry curves for all sub-basins show young terms in the Roodak Basin and its sub basins and fourth sub basins of Garmabdar has the most Convexity. Despite the difference in values of parameters, average values represent active tectonic regime in the basin. Accommodation of field study, library studies and geodynamic data with model results demonstrate the proper use of this model in tectonic analysis. Especially in relation to the areas that may not be possible to field study.
 
Conclusion
Roodak basin of geological division is part of Alborz-Azarbaijan seismotectonic.  This basin is also in southern highland of central Alborz and much of it is green tuff of Karaj Formation.  In terms of hydrology this basin is part of the Jajrood basin and the eastern branch of Jajrood River flows in that. The river originates from the highlands of Basatk and after passing through the Darbandsar and Shemshak, Meygoon and Fasham with Another branch is connected to Nika, Lalani Ruteh water tributaries  called Jajrood. Ahar River from south and Amameh River from north are attached to it and create eastern Jajrood River. In this study, using remote sensing techniques, Geomorphometry analysis and fieldwork analyzed morphometric and geomorphologic characteristics for Roodak basin in northeast of Tehran in the TecDEM model within Matlab software. The analysis results of structural elements extracted by longitudinal profile of the river, flow directions, basin morphology, slope change, IsoBase map, geomorphic indices and Skewness and Kurtosis of hypsometry diagram is resulting from the interaction of tectonic forces. This represents morphotectonic changes on the watershed. The results of the TecDEM model in comparison with field studies and obtained evidence through Garmabdar Geodynamic station data show accuracy of model at Description and Analysis neotectonic. Thus, the TecDEM is a powerful tool to understand the nature of tectonic zones.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Morphotectonic
  • Roodak Basin
  • TecDEM Model
  • tectonic activity
  • tectonic geomorphology
  1. آراء، ه.، رامشت.، م.، یمانی، م. و شایان، س. (1391). «تحلیل مدیریتی– رفتاری لندفرم‌های آشفته و نرمال حوضة آبریز جاجرود». جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی. س23. ش2. ص35-52.
  2. جباری، ن.، ثروتی، م. و حسین‌زاده، م. (1391). «مطالعة مورفوتکتونیک فعال حوضة آبریز حصارک (شمال غرب تهران) با استفاده از شاخص‌های مورفومتریک». پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمی. س1. ش2. ص17-34.
  3. حبیب‌اللهیان، م. و رامشت، م. (1391). «کاربرد شاخص‌های ارزیابی تکتونیک جنبا در برآورد وضعیت تکتونیک فعال در برآورد وضعیت تکتونیکی بخش علیای زاینده‌رود». جغرافیا و توسعه. س10. ش26. ص99-112.
  4. مددی، ع.، رضایی‌مقدم، م. و رجایی، ع. (1383). «تحلیل فعالیت‌های نئوتکتونیک با استفاده از روش‌های ژئومورفولوژی در دامنه‌های شمال غربی تالش (باغروداغ)». پژوهش‌های جغرافیایی. س36. ش48. ص123-138.
  5. کره‌ای، م. و کیانی، ط. (1383). «لرزه‌خیزی فلات ایران با نگرشی ویژه بر تهران». گزارشی از وزارت صنایع و معادن و سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور. تهیه‌شده در پایگاه ملی داده‌های علوم زمین. ص1-97.
  6. مقصودی، م. و کامرانی دلیر، ح. (1387). «ارزیابی نقش تکتونیک فعال در تنظیم کانال رودخانه‌ها (مطالعة موردی: رودخانة تجن)». پژوهش‌های جغرافیای طبیعی. س40. ش64. ص37-55.
  7. مقصودی، م. (1387). «بررسی عوامل مؤثر در تحول ژئومورفولوژی مخروط‌افکنه‌ها (مطالعة موردی: مخروط‌افکنة جاجرود». پژوهش‌های جغرافیای طبیعی. سال 37، ش65 . ص73-92.
  8. یمانی، م.، کامرانی، ح. و باقری، س. (1392). «مورفومتری و ارزیابی شاخص‌های ژئومورفیک برای تعیین میزان فعالیت نوزمین‌ساخت در حوضة آبریز چله (زاگرس شمال غربی)». فصلنامة تحقیقات جغرافیایی. س29. ش97. ص1-26.
    1. Ara, H., Ramesht, M.h.,Yamani,M.and Shayan, S. (2012). "Managerial Analysis- Land behavior disordered and normal forms catchment Jajrood". Geography and Environmental Planning. Vol. 23. No. 2. pp. 35-52. (In Persian).
    2.  Burbank, D. and Anderson, R. (2011). Tectonic Geomorphology. Edit2. Blackwell Publishing.
      1. Cox,Rt,1994, Analysis of drainage basin symmetry as a rapid technique to identify areas of possible quaternary tilt-block tectonics: an example from the mississipi embayment .Bulltin of geological society of America106. pp. 571-581.
    3. Dehbozorgi, M., Pourkermani, M., Arian, M., Motamedi, H. and Hosesini, A. (2010). "Quantitative Analysis of Relative Tectonic Activity in the Sarvestan Area central Zagros". Iran Geomorphology. Vol. 13. No. 32. pp.1-13. (In Persian).
    4.  Gloauen, R. and Shahzad, F. (2011). "Tecdem, A Matlab Based Toolbox for Tectonic Geomorphology (Drainage Network Processing and Stream Profiles Analysis)". Remote Sensing Group, Institute of Geology Freiberg University of Mining & Technology, Computer and Geoscience. Vol. 20. No. 34. pp. 250-260.
    5.  Gloauen, R., Shahzad, F. (2011). "Tecdem, A Matlab Based Toolbox for Tectonic Geomorphology (Surface Dynamics and Basin Analysis)". Remote Sensing Group, Institute of Geology Freiberg University of Mining & Technology, Computer and Geoscience. Vol. 20. No. 34. pp. 261-271.
    6.  Habibolahiyan, M. and Ramesht, M.H. (2012). "The use of indices of active tectonics in the estimation of the upper tectonic Zayanderud". Geography and Development. Vol. 10. No. 26. pp. 99-112. (In Persian).
    7.  Hamdouni, R. (2008). "Assessment of relative Active tectonic south border of sierra Nevada". Geomorphology. Vol. 96. No. 32. pp.1-13.
    8. Jabari, N., Servati, M., and Hossein-Zadeh, M., (2012). "Active Morphotectonic study catchment Hisarak Using morphometric parameters". Quantitative Geomorphology Research. Vol. 1. No. 2. pp. 17-34. (In Persian).
    9.  Karei, M. and Kiani.T. (2004). "Seismicity plateau of Tehran with a particular approach to Tehran". A report from the Ministry of Industries and Mines and the Geological country. Provided in the national data base of Geosciences. pp. 1-97. (In Persian).
    10.  Keller, E.A. and Pinter, N. (1996). "Active Tectonics: Earthquakes, Uplift and Land Escapes". Prentice Hall Publication. London. pp. 136-145.
    11.  Madadi, A., Rezaei-Moghadam, M. and Rajaei, A. (2004). "Neotectonic activity analysis using geomorphology at the foothills northwest of Talesh (Baghrodagh)". Geographical research. Vol. 36. No. 48. pp. 123-138. (In Persian).
    12. Maghsoodi, M. and Kamrani-Dalir, H. (2008). "Evaluation of active tectonics in the regulation of river channels Case Study: Tajan River". Geographical research. Vol. 40. No. 64. pp. 37-54. (In Persian).
    13. Maghsoodi, M. (2008). "Factors affecting the development of alluvial fans Geomorphology (Case study Jajrood Fans)". Geographical research. Vol. 37. No. 65. pp. 73-92. (In Persian).
    14. Morrisava, M. and Hack, J. (1985). Tectonic Geomorphology. Boston: Unwind Hyman Press.
    15. National Cartographic Survey. 2.5 meter resolution Kartosat satellite image.
    16. National Cartographic Survey. Specifications Garmabdar permanent Geodynamic station (2006-2010).
    17. Stanly, E. (2000). Active Tectonic Alluvial River. Cambridge University Press.
    18. State Geological Survey. 1:100000 Maps. Baladeh, MarzanAbad, Fasham, Tehran.
    19. Verrios, S.V., Zygori, S. and Kokkalas, (2004). "Morphotectonic Analysis in the Eliki Fault Zone (Gulf of Corinth, Greece)". Bulletin of the Geological Society of Greece. Vol. 36. No. 25. pp. 1706-1715.
    20. Virant, J. (2003). "Response of Active tectonics on the Alluvial Baghmati River Himalayan Foreland basin". Eastern India. No. 10. pp. 336-359.
    21. Yamani, M., Kamrani-Dalir, H. and Bagheri, S. (2013). "Morphometric and geomorphic assessment criteria for determining the amount of neotectonic activity in Cheleh Basin (northwestern Zagros)". Journal of Geographical Research. Vol. 29. No. 97. pp. 1-26. (In Persian).