1-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………..7

1-2بیان مسئله…………………………………………………………………………………………7

1-3 اهداف و فرضیات………………………………………………………………………………….11

هدف اصلی…………………………………………………………………………………………..11

اهداف فرعی…………………………………………………………………………………………..11

هدف کاربردی…………………………………………………………………………………………..11

سوالات پژوهش……………………………………………………………………………………….12

فصل دوم:

2-1مبانی نظری پژوهش……………………………………………………………………………13

2-2مروری بر مطالعات…………………………………………………………………………….32

فصل سوم:

مقدمه………………………………………………………………………………………………..38

فصل چهارم:

مقدمه…………………………………………………………………………………………………..43

فصل پنجم:

بحث و نتیجه گیری…………………………………………………………………………………….59

پیوست………………………………………………………………………………………………74

چکیده:

مقدمه و هدف : پرداخت های مستقیم از جیب به عنوان یکی از منابع تامین مالی در نظام سلامت می باشد که امروزه خانوارهای زیادی را با هزینه های کمرشکن سلامت مواجه کرده است .هدف از این مطالعه برآورد هزینه های پرداخت از جیب خدمات  سرپایی تشخیصی در بیمارستان های آموزشی قزوین می باشد.

روش کار : مطالعه حاضر به صورت توصیفی تحلیلی  بر روی 630 نفر مراجعه کننده به خدمات تشخیصی سرپایی در سال 1391 با بهره گرفتن از مصاحبه ساختاری و بررسی اسناد انجام شد، همچنین ابزار جمع آوری اطلاعات مصاحبه شامل 5 متغییر سن، جنس، نوع بیمه، پرداخت از جیب بیمار و سهم سازمان بیمه ای بیمار بود. درصد هزینه های پرداخت از جیب از روش تقسیم هزینه های پرداخت از جیب بر مجموع هزینه های پرداختی(پرداخت از جیب + سازمان بیمه گر) به ارائه دهنده خدمت بدست آمد. تحلیل داده های جمع آوری شده با بهره گرفتن از آمار توصیفی و تحلیلی بود. از آزمون های همبستگی پیرسون و تی برای بررسی رابطه با سن و جنسیت استفاده شد.

یافته ها : 74% مراجعه کنندگان دارای پوشش بیمه ای بودند و یا شرایط استفاده از بیمه را داشتند. بیشترین بیمه مورد استفاده با 45 درصد مربوط به تامین اجتماعی بود.کمترین میانگین سنی مربوط به مراجعان به خدمات تشخیصی بیمارستان قدس با میانگین 7 سال برای خدمات آزمایشگاهی و 12 سال برای خدمات تصویربرداری بود. درصد  هزینه های مستقیم پرداخت از جیب مراجعه کنندگان آزمایشگاه به ترتیب در بیمارستان های شهید رجایی ، بوعلی سینا ، قدس و کوثر معادل48%، 47% ، 44% و 41 % بود و در بخش تصویر برداری این بیمارستان ها به ترتیب 48% ، 44%، 39% و 46% بود. بین سن و جنسیت با پرداخت از جیب رابطه برقرار نبود.

 

 

 بحث و نتیجه گیری: کاهش پرداخت های مستقیم  با بهره گرفتن از افزایش پوشش و عمق بیمه، و همچنین حمایت بیشتر در خدمت پرهزینه سی تی اسکن  ارتقاء سلامت افراد و عدالت را در بر خواهد داشت.

فصل اول: معرفی پژوهش

مقدمه:

سلامت به عنوان یکی از پیش شرط های اصلی نظام های رفاه اجتماعی شناخته شده است . علاوه بر داشتن شیوه زندگی سالم، مردم برای ارتقا و بازگرداندن سلامت خود در صورت بیماری مجبور به استفاده از خدمات سلامت و به عبارتی خرید آن خدمات می باشند ، بر اساس نوع نظام سلامت بهره مندی از این خدمات فشارهای مالی متفاوتی را بر مردم در جوامع مختلف تحمیل می نماید، این هزینه ها که مستقیم از جیب پرداخت (out of pocket ) می شوند، باعث ایجاد مشکلات مالی برای خانوارها گردیده و ممکن است آنان را دام فقر اندازد (مورای و همکاران 2003).

خدمات تشخیصی(Diagnostic services) یک عنصر حیاتی برای فراهمی بهترین اقدامات مراقبتی برای بیماران می باشد و این خدمات اطلاعات ضروری را برای پزشکان به منظور ارزیابی و تشخیص شرایط  بیمار و اقدامات مناسب درمانی فراهم می کنند، همچنین خدمات به موقع تشخیصی که بخش اساسی مراقبت سلامت می باشد ، درمان اثربخش و بهبود معنادار بیماران را مهیا می نماید  و اطلاعات را در مورد حضور و یا عدم حضور بیماری فراهم می کند(یو 2007) . امروزه نبود محافظت مالی در سلامت به عنوان بیماری نظام های سلامت شناخته شده است؛ روشن ترین نشانه آن این است که خانوارها نه تنها از بار بیماری بلکه از بار ناشی از فقر اقتصادی  و مواجهه با هزینه های کمرشکن (catastrophic expenditure ) و فقر ناشی از تأمین مالی سلامت خود نیز رنج می برند(کناول و همکاران 2006) .

بیان مسأله:

پرداخت بالای هزینه ها از جیب می تواند از خرید های ضروری خانوار همچون خوراک و پوشاک جلوگیری نماید. هرساله تقریبا 44 میلیون خانوار و بیشتر از 150 میلیون نفر با هزینه های کمرشکن سلامت مواجه می شوند و تقریبا 25 میلیون خانوار و بیشتر از 100 میلیون نفر به سمت فقر سوق داده می شوند  ، همچنین ممکن است شمار زیادی از افراد تصمیم بگیرند که از خدمات ساده پزشکی و آزمایشگاهی به جهت نبود استطاعت مالی استفاده نکنند و یا به علت هزینه های غیر مستقیم همچون حمل و نقل و تغذیه از این خدمات منصرف شوند(زو و همکاران 2005) . پرداخت از جیب عمده ترین مکانیسم تامین مالی در بیشتر کشورهای آسیایی و دیگر کشورهای در حال توسعه است (لیو و همکاران 2008) .

در اکثر کشورها هزینه های پرداخت های مستقیم از جیب به قدری بالا هستند که خانوارها قادر نیستند آنها را تامین مالی نمایند و در دام فقر می افتند (سان و همکاران 2009 ، فان و همکاران 2004) . مطالعات نشان دادند که فقرا زمانیکه نیاز به خدمات بسیار ضروری سلامت دارند برای برطرف کردن این نیاز ها به شدت آسیب پذیر می باشند (پیترز 200 ، پارادهان و همکاران2002) . زمانی که یک سیستم به پرداخت مستقیم از جیب برای برطرف کردن نیازهای سلامتی افراد متکی باشد این می تواند پرداخت های کمرشکن را برای افراد در بر داشته باشد(زو و همکاران2003) .

هر چند خانوارهای با درآمد بالا و ثروتمندان برای سلامت بیشتر هزینه می کنند اما آنها کمتر به تجربه زایش فقر(Impoverishment) بر اثر این هزینه ها دچار می شوند(ایندیا 2010) . شمار زیادی از مطالعات وجود دارد که  توزیع پرداخت های مستقیم از جیب و اثر آنها بروی فقر و رفاه خانوار را نشان می دهد(کناول و همکاران2005 ، وان دوسلار و همکاران2006) . هزینه های پرداخت از جیب نوعا ابزاری نزولی در تامین مالی سلامت هستند و بیشترین فشار را بر فقرا وارد می کنند (وایت هید و همکاران 2001) .

همچنین تعدادی از مطالعات نشان دادند که هزینه های کمرشکن در برخی از گروه ها بیشتر می باشد، اطلاعات نشان می دهد که 2 گروه افراد بالای 60 سال و کودکان زیر 5 سال بیشتر در معرض این هزینه ها قرار دارند(سو و همکاران2006، زو و همکاران 2006) .تقاضا برای خدمات سلامت غیرقابل پیش بینی است بدین دلیل هزینه های پرداخت از جیب می تواند تاثیر مخرب به روی مصارف خانوار و در نهایت شکل گیری فقر بروی خانواده داشته باشد. تامین مالی مناسب و مکانیسم های تجمیع ریسک بهتر، به عنوان مهمترین مکانیسم برای کاهش سهم پرداخت از جیب مستقیم خانوار و هم چنین کاهش اثرات هزینه های کمرشکن سلامت بروی خانوار معرفی می شود (زو و همکاران2003) .

گرادلیس در مطالعه برابری شاخص های اجتماعی اقتصادی مرتبط با سلامت در کشورهای اتحادیه اروپا ، سهم هزینه های دارو از درآمد خانوار را یکی از شاخص های با بالاترین ضریب جینی (نابرابری شدید ) برآورد نمودند(گرادلیس 2001) .که حکایت از این امر دارد که هزینه های دارویی به شدت فشار بر خانوارهای کم درآمد به بار می آورد.

محاسبه پرداخت مستقیم از جیب در کشورهای نپال ، هنگ کنگ ، فیلیپین ،تایوان ،تایلند ، سریلانکا ، بنگلادش ، کره جنوبی و چین نشان داد که آنها حداقل 30 % از هزینه های تامین مالی سلامت را از طریق پرداخت های مستقیم از جیب تامین می کنند (موسگرو و همکاران2001) . مطالعه ای در بورکینا فاسو نشان داد که نشانگرهای کلیدی هزینه های کمرشکن سلامت شامل وضعیت اقتصادی، استفاده خانوار از خدمات مدرن پزشکی ، دوره بیماری در اعضا مسن خانوار و وجود فردی با بیماری مزمن می باشد (سو و همکاران2006) .

امروزه اصلاحات در نظام سلامت به طور مستقیم  اثرگذار  بر هزینه های وارده بر سلامت خانوار می باشد که توجه ناکافی به این امر می تواند هزینه های پرداخت از جیب بالایی را به خانوار متحمل کند (دیفازیو و همکاران2011) . در مطالعه ای که توسط باجی در کشور مجارستان انجام شد نتایج نشان داد که مردم این کشور پرداخت از جیب بالایی برای خدمات سلامت متحمل می شوند و در این کشور تامین مالی به شدت نزولی است به طوری که شاخص کاکوانی در این کشور منفی است (باجی و همکاران2012) .یافته های مطالعه آصف زاده که در شهر قزوین انجام شد حاکی از آن بود که هزینه های پرداخت از جیب در خدمات تشخیصی منجر به ایجاد هزینه های کمرشکن برای خانوار گردیده است همچنین نتایج نشان داد که چارک های پایین درآمدی بیشتر با هزینه های کمرشکن سلامت مواجه می گردند (آصف زاده و همکاران2013).

توجه به حجم پرداخت های مستقیم  از جیب خانوارها و متعاقب آن بروز هزینه های کمرشکن خدمات سلامت ، دو عامل مهمی هستد که همواره باید در محاسبات مربوط به برنامه ریزی و سیاستگذاری خدمات سلامت مورد توجه قرار گیرند از آنجا که هزینه های پرداخت از جیب سلامت بسیار مهم می باشند و اثرات بسیار عدیده ای بر نظام سلامت کشورها و افراد وارد  می کنند پدیده ای بسیار مهم تلقی می شوند ، بدلیل این اهمیت برآن شدیم تا درصد هزینه های پرداخت از جیب بیماران سرپایی را در خدمات تشخیصی که از جمله خدماتی می باشد که اکثریت افراد با آن رو به رو می شوند،  برآورد نموده و به این شاخص مهم و حیاتی برای برنامه ریزی و سیاستگذاری سلامت دست یابیم.

اهداف طرح:

هدف اصلی طرح (General Objective):

محاسبه هزینه های پرداخت از جیب خدمات تشخیصی سرپایی، در بیمارستان های آموزشی قزوین در سال 1391

اهداف فرعی (Specific) Objectives:

1.تعیین مشخصات زمینه ای( سن، جنس، نوع بیمه) مراجعین به خدمات سرپایی  تشخیصی در بیمارستان های آموزشی قزوین در سال 1391

2.تعیین میانگین و درصد هزینه های پرداخت از جیب خدمات رادیولوژی بخش سرپایی، در بیمارستان های آموزشی قزوین در سال 1391

3.تعیین میانگین و درصد هزینه های پرداخت از جیب خدمات سی تی اسکن بخش سرپایی، در بیمارستان های آموزشی قزوین در سال 1391

4.تعیین میانگین و درصد هزینه های پرداخت از جیب خدمات سونوگرافی بخش سرپایی، در بیمارستان های آموزشی قزوین در سال 1391

5.تعیین میانگین و درصد هزینه های پرداخت از جیب خدمات آزمایشگاهی بخش سرپایی، در بیمارستان های آموزشی قزوین در سال 1391

اهداف کاربردی (: (Applied Objectives

1-شناسایی میزان پرداخت از جیب خانوارها در خدمات تشخیصی سرپایی

2-ارائه نتایج به بیمارستان ها و بیمه ها جهت استفاده مدیریتی

در این تحقیق، تحلیل خشکسالی بر اساس روز­های بدون بارندگی صورت می­گیرد. تعداد 67 ایستگاه سینوپتیک دارای طول دوره آماری مناسب، با پراکنش یکنواخت در سطح کشور، انتخاب شدند. حداقل دوره آماری بارندگی روزانه در این تحقیق 17 سال و مربوط به ایستگاه سمنان و حداکثر طول دوره آماری 56 سال و مربوط به ایستگاه تبریز (و تعدادی از ایستگاه­های دیگر) می‌باشد. پس از مرتب کردن بارندگی روزانه در محیط EXCEL، دوره­ های بدون بارش تعیین و تعداد روزهای بدون بارش در هر ایستگاه مشخص شد. در این مطالعه از برنامه FREQ در محیط MATLAB به منظور تحلیل فراوانی استفاده گردید. كشور در 8 منطقه همگن دسته­بندی و تحلیل منطقه­ای روزهای بدون باران انجام گرفت. نتایج نشان می­دهد که تغییرات و بزرگی دوره­ های خشک در مناطق مختلف تغییر می­ کند. به نحوی که دوره­ های خشک، از سالی به سال دیگر در شمال غرب و جنوب شرق کشور ناپایدار و متغییر می­باشند. مناطق جنوبی (به خصوص استان­های حاشیه خلیج فارس و دریای عمان) و مناطق مرکزی نیز به عنوان حساس­ترین مناطق به لحاظ کاهش روزهای بارندگی و افزایش دوره­ های بدون بارش در دوره بازگشت­های مختلف شناخته می­شوند.

كلمات كلیدی: تحلیل فراوانی، روزهای بدون بارندگی، خشكسالی

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                صفحه

فصل اول- مقدمه

1-1- مقدمه.. 2

1-2- معیارهای تعیین خشکی.. 2

1-3- علل خشکی.. 3

1-4- علل خشکسالی.. 3

1-5- تعاریف انواع خشکسالی.. 4

1-5-1- خشکسالی هواشناسی.. 7

1-5-2- خشکسالی هیدرولوژیک.. 8

1-5-3- خشکسالی کشاورزی.. 9

1-5-4- خشکسالی اقتصادی.. 10

1-5-5- خشکسالی ادافیک.. 11

1-5-6- تقسیم ­بندی یویویج.. 11

1-5-6-1- خشکسالی دائمی.. 11

1-5-6-2- خشکسالی فصلی.. 11

1-5-6-3- خشکسالی غیرقابل پیش­بینی.. 11

1-5-6-4- خشکسالی نامرئی.. 12

1-6- پیش­بینی(پیش آگاهی).. 12

1-7- اثرات خشکسالی.. 15

1-7-1- اثرات کشاورزی.. 16

1-7-2- اثرات زیست محیطی.. 16

1-7-3- اثرات اقتصادی.. 17

1-7-4- اثرات اجتماعی.. 18

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                صفحه

1-8- اهداف تحقیق.. 18

1-9- فرضیه‌های تحقیق.. 19

1-10- ساختار پایان نامه.. 19

–

2-1- مقدمه.. 22

2-2- خشكسالی.. 23

2-3- روش تحلیل داده ­های بارندگی.. 24

2-4- معیارهای تعیین خشکی.. 26

2-5- آزمون­های تعیین همگنی.. 27

2-6- تحلیل فراوانی منطقه­ای.. 28

2-6-1- تعیین مناطق همگن اولیه با بهره گرفتن از نمودار گشتاور خطی.. 28

2-6-2- گشتاورهای وزنی احتمال (گشتاورهای خطی).. 29

2-6-3- تعیین تابع توزیع منطقه­ای.. 29

– و روش­ها

3-1- مقدمه.. 32

3-2- منطقه مورد مطالعه.. 32

3-3- آزمون‌های همگنی.. 33

3-3-1- آزمون توالی.. 33

3-3-2- آزمون من- ویتنی.. 34

3-4- آزمون تصادفی بودن.. 34

3-5- آزمون روند.. 36

3-6- شاخص ­های خشکسالی هواشناسی و دوره بدون بارندگی   37

 فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                صفحه

3-7- تحلیل فراوانی نقطه­ای روزهای بدون بارندگی و تحلیل ریسک خشکسالی   37

3-8- تحلیل فراوانی منطقه­ای.. 39

3-8-1- تعیین مناطق همگن اولیه با بهره گرفتن از نمودار گشتاورهای خطی   39

 

 

3-8-2- گشتاورهای وزنی احتمال.. 40

3-8-3- تعیین همگنی و ایستگاه‌های پرت با بهره گرفتن از ضریب ناجوری و همگنی   41

3-8-4- تعیین تابع توزیع منطقه­ای.. 42

– و بحث

4-1- تحلیل آمار کیفی.. 44

4-2- تحلیل همگنی و روند.. 51

4-3- آزمون استقلال.. 60

4-4- تحلیل فراوانی منطقه­ای.. 61

4-4-1- بررسی همگنی گروه­های استخراجی از آنالیز خوشه­بندی   64

4-4-2- انتخاب بهترین تابع توزیع منطقه­ای.. 67

4-4-3- تحلیل فراوانی نقطه­ای.. 69

4-5- تحلیل مکانی ویژگی­های حداکثر روزهای بدون بارش   83

4-5-1- تحلیل مکانی گشتاورهای خطی حداکثر روزهای بدون بارش   83

4-5-2- تحلیل مکانی حداکثر روزهای بدون بارش در دوره بازگشت‌های مختلف   85

ی و پیشنهادات

5-1- نتیجه ­گیری.. 92

5-2- پیشنهادات.. 94

منابع…………………………………………………………………………………………. 97

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                                                                                 صفحه

جدول 1-1- دامنه اثرات اجتماعی خشكسالی……… 18

جدول 2-1- برخی از معروف­ترین روابط تعیین خشکی.. 26

جدول 3-1- تابع چگالی احتمال برخی از مهمترین توابع توزیع (اقتباس از رائو و حامد، 2000)…………………………….. 38

جدول 4-1- مقادیر آماره­های توصیفی حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در ایستگاه­های مطالعاتی……………………… 45

جدول 4-2- ضرایب همبستگی بین آماره­های توصیفی حداکثر روزهای بدون بارندگی و مختصات فیزیکی ایستگاه­……………………. 50

جدول 4-3- مقادیر آماره­های آزمون توالی و من- ویتنی    53

جدول 4-4- مقادیر آماره­های آزمون من- کندال (سطح معنی­داری 5 درصد)………….. 58

جدول 4-5- شاخص همگنی H متغییر روزهای بدون بارش در کل کشور 61

جدول 4-6- آماره­های گشتاورهای خطی مربوط به حداکثر دوره­ های بدون بارش  64

جدول 4-7- نتایج شاخص H در هر یک از گروه­های استخراجی  67

در هر یک از گروه­های همگن مطالعاتی    68

جدول 4-9- مقادیر RSS برای توزیع­های مختلف…… 70

 جدول 4-10- مقادیر رتبه­ های توابع مختلف در هر ایستگاه بر اساس مجموع مربعات خطا……………………………………. 73

 جدول 4-11- مقادیر حداکثر تعداد روزهای بدون بارندگی در ایستگاه­های مطالعاتی………………………………………. 75

فهرست شكل‌ها

عنوان                                                                                                                 صفحه

شکل 1-1- متغیرهای هیدرولوژیک متأثر از خشکسالی.. 4

شکل 1-2- تغییرات زمانی متغیرهای هیدرولوژیک متأثر از خشکسالی   5

شكل1-3- انواع خشكسالی، مبانی تعریف و آثار هر كدام   7

شكل 1-4- خلاصه و طبقه ­بندی رژیم­های خشك.. 16

شکل 3-1- نقشه پراکنش ایستگاه­های مطالعاتی.. 33

شکل 4-1- میانگین تعداد روزهای بدون بارندگی در مناطق مختلف ایران   50

شکل 4-2- ضریب تغییرات حداکثر تعداد روزهای بدون بارندگی ایران   51

شکل 4-3- تغییرات حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در ایستگاه تربت حیدریه   52

شکل 4-4- تابع خود همبستگی حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در ایستگاه اصفهان.. 60

شکل 4-5- تابع خود همبستگی حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در ایستگاه تبریز.. 61

شکل 4-6- توزیع ماهانه حداکثر دوره­ های بدون بارش در هر یک از گروه­های مطالعاتی.. 63

شکل 4-7- نمودار گشتاورهای خطی L-CS در مقابل L-CK هشت منطقه همگن   66

شکل 4-8- دیاگرام نسبی مقادیر LCs در برابر LCk داده ­های روزهای بدون بارش   68

شکل 4-9- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­ های بدون بارش برای ایستگاه کرمان(گروه 1). 79

شکل 4-10- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­ های بدون بارش برای ایستگاه مشهد(گروه 2). 79

شکل 4-11- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­ های بدون بارش برای ایستگاه تبریز(گروه 3). 80

شکل 4-12- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­ های بدون بارش برای ایستگاه آبادان(گروه 4). 80

شکل 4-13- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­ های بدون بارش برای ایستگاه سنندج(گروه 5). 81

شکل 4-14- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­ های بدون بارش برای ایستگاه بابلسر(گروه 6). 81

شکل 4-15- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­ های بدون بارش برای ایستگاه یاسوج(گروه 7). 82

شکل 4-16- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­ های بدون بارش برای ایستگاه انزلی(گروه 8). 82

شکل 4-17- تغییرات مکانی گشتاور ضریب تغییرات در هشت منطقه همگن   84

شکل 4-18- تغییرات مکانی گشتاور ضریب چولگی در هشت منطقه همگن   84

فهرست شكل‌ها

عنوان                                                                                                                 صفحه

شکل 4-19- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 2 ساله   85

شکل 4-20- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 5 ساله   86

شکل 4-21- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 10 ساله   86

شکل 4-22- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 20 ساله   87

شکل 4-23- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 50 ساله   87

شکل 4-24- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 100 ساله   88

شکل 4-25- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 200 ساله   88

-1- مقدمه

خشکسالی پدیده­ای اقلیمی است که به لحاظ آماری یک پدیده تصادفی محسوب می­ شود و توسط شاخص ­های متعددی مورد مطالعه قرار می­گیرد (نصری، 1387). خشکسالی معمولاً به عنوان دوره­ای از زمان که بارندگی به زیر آستانه متوسط می­رسد شناخته می­ شود و معمولاً تعیین زمان شروع آن و تعاریف آن بسیار سخت و پیچیده است(امکی و همکاران، 1993). در اغلب منابع خشکسالی پدیده­ای طولانی مدت است که گاهی در دوره­ های مرطوب نیز کشیده می­ شود (ویلهایت و گلانتز، 1985).

تعاریف خشكی و خشكسالی با یكدیگر متفاوت هستند. برخلاف خشكی كه پدیدة دائمی اقلیمی است، خشكسالی در مناطق خشك و مرطوب رخ می‌دهد و حالتی طبیعی و نرمال از اقلیم می­باشد (چو و کارلیوتیس، 1970). قبل از پرداختن به بحث خشكسالی لازم است در مورد خشكی مطالبی بیان شود.

 1-2- معیارهای تعیین خشكی

ضرایب تجربی و فرمول­های متفاوتی برای تعیین معیارهای خشكی ابداع شده است كه بر اساس پارامترهایی كه هر كدام از این روابط برای تعیین شاخص خشكی در نظر گرفته است، می­توان آن­ها را به 5 گروه تقسیم نمود (کاویانی، 1380):

– روابطی كه معرف رابطه بین بارش سالانه و مجموع دما برای یک سال و یا دوره­ های مختلف در طول فصل گرم می­باشند.

– روابطی كه بر اساس رابطه بین بارش و تبخیر استوار هستند.

– روابطی كه به وابستگی بین بارش، دما و رطوبت نسبی اهمیت بیشتری داده‌اند.

– روابطی كه كسری اشباع( كمبود رطوبت) و كسری تبخیر را مد نظر قرار داده­اند.

– روابطی‌كه رابطه بین میزان آب و مجموع دما را‌ به عنوان ضریب خشكی در نظر می‌گیرند.

انتخاب صحیح یک ضریب اقلیمی برای مناطق مختلف جهان آسان نیست، زیرا كاربرد هر رابطه اقلیمی در منطقه­ای بهترین جواب را می­دهد كه با اقلیم محل ابداع روش، شباهت و نزدیكی بیشتری داشته باشد.

از طرف دیگر محدودیت عناصر اقلیمی قابل سنجش عاملی است كه كارائی برخی روابط را تحت تأثیر قرار می­هد.

براساس روش ارائه شده توسط یونسكو كه به شاخص بیوكلیماتیک خشكی معروف است و در آن P بارندگی سالانه و ET تبخیر و تعرق بالقوه است، مناطق خشك به چهار گروه تقسیم می‌شوند (کاویانی، 1380):

1- منطقه فرا خشك:

2- منطقه خشك :

3- منطقه نیمه خشك:

4- منطقه نیمه مرطوب :

 1-3- علل خشكی

به طور كلی 5 عامل مهم باعث ایجاد خشكی می­شوند (کوک و همکاران، 1993).

– دور بودن از منبع رطوبتی (بری بودن)

– فرو رانش آنتی سیكلون­های جنب حاره‌ای دینامیك

– تأثیرات ارتفاعی

– جریان­های حاصل از آب سرد

– آلبیدو

 1-4- علل خشكسالی

عنوان………………………………………………………………………………………………………………… صفحه

چکیده…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 14

فصل اول : کلیات……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 16

1.1. مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 17

1.2. ضرورت اجرا……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 18

1.3. هدف…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 19

1.4. تعریف نفوذپذیری……………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

1.5. عوامل مؤثر در میزان نفوذپذیری…………………………………………………………………………………………………………. 21

فصل دوم : مروری بر تحقیقات انجام شده…………………………………………………………………………………………………… 27

فصل سوم : ویژگی‌های منطقه مورد مطالعه………………………………………………………………………………………………… 33

3.1. مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….. 34

3.2. ویژگی‌های منطقه مورد مطالعه…………………………………………………………………………………………………………… 34

3.2.1. فیزیوگرافی حوضه……………………………………………………………………………………………………………………………. 34

3.2.2. ویژگی‌های اقلیمی حوضه………………………………………………………………………………………………………………… 36

3.2.3. ویژگی‌های پوشش گیاهی حوضه…………………………………………………………………………………………………….. 37

3.2.4. ویژگی‌های خاک‌شناسی حوضه……………………………………………………………………………………………………….. 38

3.2.4.1. رژیم رطوبتی خاک………………………………………………………………………………………………………………………. 38

3.2.4.2. رژیم حرارتی خاک………………………………………………………………………………………………………………………. 38

3.2.5. منابع آب حوضه……………………………………………………………………………………………………………………………… 39

3.2.6. هیدرولوژی حوضه…………………………………………………………………………………………………………………………… 40

3.2.7. ویژگی‌های زمین‌شناسی و سنگ‌شناسی حوضه……………………………………………………………………………….. 41

3.2.7.1. ویژگی‌های زمین‌شناسی……………………………………………………………………………………………………………… 41

3.2.7.2. سنگ‌شناسی حوضه…………………………………………………………………………………………………………………….. 45

3.2.8. فرسایش‌پذیری واحدهای زمین‌شناسی……………………………………………………………………………………………. 46

3.2.9. ژئومورفولوژی حوضه………………………………………………………………………………………………………………………… 49

3.3. ویژگی‌های عرصه پخش‌سیلاب……………………………………………………………………………………………………………. 51

فصل چهارم : مواد و روش‌ها………………………………………………………………………………………………………. 54

4.1. روش کار……………………………………………………………………………………………………………………………. 55

4.2. روش‌های اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری خاک………………………………………………………………………………………. 55

 

 

4.2.1. روش‌های مستقیم…………………………………………………………………………………………………………………. 57

4.2.1.1. آزمون‌های آزمایشگاهی………………………………………………………………………………………………….. 57

4.2.1.2. آزمون‌های صحرایی……………………………………………………………………………………………………… 62

4.2.2. روش‌های غیر مستقیم…………………………………………………………………………………………………. 69

4.3. روش‌های اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری در عرصه پخش سیلاب…………………………………………………………… 69

4.3.1. اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش مستقیم در عرصه پخش سیلاب…………………………………………….. 70

4.3.2. اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش غیر مستقیم در عرصه پخش سیلاب………………………………………. 79

4.4. روش اندازه‌گیری میزان تخلخل خاک در عرصه پخش سیلاب………………………………………………………………. 88

4.5. تعیین محل‌های نمونه‌برداری و اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری………………………………………………………………. 89

4.6. زمان‌ نمونه‌برداری خاک و اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری………………………………………………………………………. 95

4.7. آنالیز داده‌های جمع‌ آوری شده……………………………………………………………………………………………….. 95

4.7.1. تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها (Statistical Data Analysis)…………………………………………………… 96

4.7.2. تجزیه و تحلیل نقشه‌ای داده‌ها (Mapping Data Analysis)………………………………………………….. 98

4.8. روش‌های آنالیز دانه‌بندی خاک و ترسیم منحنی دانه‌بندی……………………………………………………… 102

4.9. روش تهیه نقشه بافت خاک……………………………………………………………………………………….. 107

4.10. روش تهیه نقشه توپوگرافی و هم‌پتانسیل آب‌های زیرزمینی عرصه پخش سیلاب…………………………….. 108

4.11. روش تعیین معادله تجربی بین نفوذپذیری با پارامتر‌های دانه‌بندی خاک……………………………………….. 110

فصل پنجم : نتایج………………………………………………………………………………………………. 112

5.1. نتایج حاصله از اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش مستقیم در عرصه پخش سیلاب……………………… 114

5.2. نتایج حاصله از اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش غیر مستقیم در عرصه پخش سیلاب……………….. 116

5.3. نتایج حاصله از تجزیه و تحلیل آماری داده‌های میزان نفوذپذیری در روش مستقیم…………………………… 120

5.4. نتایج حاصله از تجزیه و تحلیل نقشه‌ای داده‌های میزان نفوذپذیری در روش مستقیم………………………… 126

5.5. نتایج حاصله از آنالیزهای دانه‌بندی خاک…………………………………………………………………. 132

5.6. نقشه‌های توپوگرافی و هم‌پتانسیل آب‌های زیرزمینی عرصه پخش سیلاب…………………………………………. 144

5.7. معادله بین میزان نفوذپذیری و ضریب خمیدگی دانه‌بندی……………………………………………………………….. 152

فصل ششم : نتیجه‌گیری و بحث…………………………………………………………………………… 154

پیشنهادها…………………………………………………………………………………………………………. 171

منابع………………………………………………………………………………………………………………. 173

چکیده

یکی از روش‌های تغذیه مصنوعی سفره‌های آب زیرزمینی، پخش ‌سیلاب بر روی اراضی هموار دشت‌ها و ذخیره آن در آبخوان‌ها، می‌باشد که در دهه اخیر توجه خاصی در کشور ما بدان مبذول شده است. یکی از اهداف عمده این طرح‌ها استفاده از سیلاب‌های فصلی می‌باشد که در مناطق خشک و نیمه‌ خشک رخ می‌دهند. ورود حجم زیادی از سیلاب محتوی املاح و بار معلق فراوان با منشأ‌های متفاوت با برجای گذاردن رسوبات فراوان و نفوذ‌ مواد محلول و ریزدانه‌‌ همراه سیلاب در آبرفت‌ها، به مرور زمان‌ سبب تغییراتی در نفوذ‌پذیری خاک عرصه‌ پخش می‌شود. هدف اصلی این تحقیق بررسی میزان و روند تغییرات نفوذپذیری، تحت تأثیر عملیات پخش سیلاب از دیدگاه زمین‌شناسی مهندسی می‌باشد. در این پژوهش سعی گردیده است که میزان این تغییرات با بهره گرفتن از اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش مستقیم – به وسیله نفوذسنج استوانه‌های مضاعف (Infiltrometer Double-Ring) و روش غیرمستقیم – با بهره گرفتن از فرمول‌های تجربی ارائه شده برای تخمین میزان نفوذپذیری از روی خصوصیات فیزیکی خاک (از جمله آنالیز دانه‌بندی و تخلخل خاک) در دو دوره زمانی مجزا و مقایسه آن با زمین شاهد مورد بررسی قرار گیرد. نتایج این آزمون، بررسی روند تغییرات نفوذپذیری خاک در اثر پخش سیلاب را عملی می‌سازد. لذا در این تحقیق به بررسی تغییرات نفوذپذیری و علل آن در ایستگاه پخش سیلاب بر آبخوان پسکوه سراوان پرداخته ‌شد.

به منظور تجزیه و تحلیل داده‌های روش مستقیم از دو روش آماری و نقشه‌ای استفاده شد. در روش تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها، تجزیه واریانس برای داده‌های برداشت شده با بهره گرفتن از روش دو عامل تجزیه واریانس (Two Way ANOVA) و گروه‌بندی میانگین تیمارهای آزمایشی با بهره گرفتن از آزمون آماری دانکن (Duncan’s Method) در سطح احتمال 5 درصد انجام گرفت. همچنین برای تجزیه و تحلیل نقشه‌ای داده‌ها از روش تهیه نقشه‌های نفوذپذیری و بافت خاک استفاده شد و نهایتاً نتایج هر دو روش مورد مقایسه قرار گرفتند. به ‌طور خلاصه در روش آماری نتایج حاکی از آن بود که:

• بین دو دوره برداشت میزان نفوذپذیری، تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد.
• دو عرصه شاهد شرقی A-E و همچنین شاهد غربی A-W با تمامی مستطیل‌های عرصه پخش به جز R1A2 و R2B1 تفاوت معنی‌داری را از خود نشان داده‌اند.

به عبارت دیگر میزان نفوذپذیری از زمان احداث عرصه پخش سیل (سال 1370) تا مورخ 10/8/1385 به مقدار 94/55 درصد و تا مورخ 5/8/1386به مقدار 34/57 درصد کاهش یافته است. همچنین نسبت میانگین تغییرات میزان نفوذپذیری عرصه‌ پخش در دوره دوم نسبت به دوره اول در طول بازه زمانی یکساله به میزان 23/3 درصد کاهش داشته است.

در روش تجزیه و تحلیل نقشه‌ای نیز نتایج نسبت‌های حجمی حاکی از آن بود که میزان نفوذپذیری کل عرصه پخش در طول دو دوره برداشت به میزان کم، حدود 41/2 درصد در دوره دوم نسبت به دوره اول کاهش یافته است و تفاوت عمده در نوارهای تکرار مشاهده می‌شود.

مقایسه نتایج بدست آمده میزان نفوذپذیری در روش مستقیم و غیرمستقیم نشان داد که روند کاهش یا افزایش میزان نفوذپذیری در تمامی روش‌های غیرمستقیم تقریباً مشابه روش مستقیم است. همچنین از لحاظ کمی، روش شفرد (Shepherd) برابری بهتری را با روش مستقیم از خود نشان داد. روش‌های هیزن (Hazen) و بی‌یر (Beyer) به ترتیب در حدود 3 و 4 برابر روش مستقیم، مقادیر نفوذپذیری را نتیجه دادند. تمامی روش‌های دیگر اعداد بسیار پایینی را برای میزان نفوذپذیری بدست آوردند. همچنین مشخص شد در صورتی‌ که در معادله تجربی، دامنه ریز‌دانه‌ها تا درشت‌دانه‌ها لحاظ شده باشد نتایج قابل قبولی بدست می‌آید.

لغات کلیدی: سیلاب، تغذیه مصنوعی، پخش سیلاب، عرصه پخش، نفوذپذیری، استوانه مضاعف، رسوب، پسکوه، سراوان

کلیات

1.1. مقدمه

در کشور ایران که در بخش خشک و نیمه‌ خشک کره زمین قرار دارد، آب دارای اهمیت زیادی است. هم‌اکنون تقاضای آب از امکانات منابع قابل استحصال تجاوز نموده و یا در حال گذر از این مرحله است. بنابراین در آینده‌ای نه چندان دور، محدودیت منابع آب از ابعاد مختلف و از جمله برای تولید مواد غذایی، تولیدات صنعتی، تأمین آب شرب و بهداشتی، محیط زیست و حتی ابعاد سیاسی و اجتماعی مشکلات متعددی را مطرح خواهد نمود و این در‌حالی است که از 400 میلیارد متر مکعب بارش سالانه کشور تنها 35 میلیارد مترمکعب آن به مصرف تغذیه آبخوان‌ها می‌رسد (کوثر 1372). بنابراین تغذیه سفره‌های آب زیرزمینی یکی از مهمترین موارد در امر توسعه پایدار محسوب می‌شود.

در ایران، تغذیه مصنوعی و ذخیره آب سطحی در زمین‌ها با ساختن بندسارها و دگارها سابقه‌ای طولانی دارد. در شرایط حاضر از منابع آب زیرزمینی کشور حداکثر استفاده به عمل می‌آید به طوری که به سبب برداشت اضافی از این منابع در 163 دشت کشور، سطح آب زیرزمینی افت پیدا کرده است و مشکلاتی را برای ادامه حیات کشاورزی و توسعه اقتصادی این نواحی فراهم آورده است (برزگر ریحانی 1376). با توجه به این که منابع آب‌های زیرزمینی ایران 8/77 درصد مصارف شرب، صنعت و کشاورزی را تأمین می‌کنند، ارائه طرح‌هایی که موجب استفاده بهینه منابع آبی موجود و تغذیه آبخوان‌ها گردد، دارای ضرورتی اساسی و اولویتی انکارناپذیر است (همتی‌نژاد 1376). از آنجایی‌که منابع آبی در دسترس انسان برای مصارف شرب، بهداشت، کشاورزی، صنعت و غیره محدود می‌باشد و به تناسب شرایط خاص اقلیمی هر منطقه از کره زمین متفاوت است، لذا هرگونه اقدام برای کنترل و مهار آب و استفاده بهینه از آن می‌بایستی مورد توجه برنامه‌ریزان و متولیان امور آب در کشور قرار گیرد. این مهم در کشورهای جهان سوم و در حال توسعه و به‌ویژه در مناطق با اقلیم آب و هوای خشک که از ریزش‌های جوی محدود و با پراکنش نامناسب برخوردارند، بیشتر

عنوان                                               صفحه

… 2

1-1- ریشه لغوی افیولیت… 2

1-2- سن و پراکندگی کمپلکس‌های افیولیتی در جهان.. 4

1-3- نحوه تشکیل افیولیت‌ها 5

1-4- سکانس افیولیتی.. 6

1-5- ارزش اقتصادی فلزی.. 10

1-6- ساز و كارهای جایگیری افیولیت‌ها 12

1-6-1- فرارانش لیتوسفر اقیانوسی بر روی حاشیه غیرفعال قارهای یا سنگ‌های كمان.. 12

1-6-2- دو نیم شدن و تراست بخش بالایی یک زبانه فرورونده بر روی كمان پیشین.. 13

1-6-3- جمع شدن پوسته اقیانوسی جوان حوضه پشت كمانی و تشكیل گوه فزاینده. 13

1-7- شرایط تشکیل کانسارهای کرومیت… 18

1-8- انواع كانسارهای كرومیت… 19

1-8-1- کانسارهای ماگمایی.. 20

1-8-2- کانسارهای کرومیت پلاسری.. 25

1-8-3- کانسارهای لاتریت آهن- کرومیت… 25

1-9- ساخت پوسته­ای افیولیت­ها (نوع LOT و HOT) 25

1-10- زمین­ شناسی و پراکندگی کانه در ایران.. 26

1-11- مطالعات پیشین.. 32

1-12- روش­های پژوهش…. 33

1-13- اهداف پژوهش…. 34

.. 36

2-1- موقعیت جغرافیایی منطقه موردمطالعه. 36

2-2- راه های دسترسی به منطقه. 38

2-3- زمین­ شناسی عمومی استان سمنان.. 39

2-4- زمین‌شناسى عمومى  فرومد. 43

2-4-1- زمین­ شناسی منطقه میرمحمود. 46

… 56

3-1- مقدمه. 56

3-2- بررسی­های صحرایی.. 56

3-3- پتروگرافی کرومیتیت­ها و پریدوتیتهای میزبان.. 58

3-3-1- دونیت… 60

3-3-2- ورلیت… 64

3-3-3- کرومیتیت… 66

3-3-4- هارزبورژیت… 68

3-4- بافت­های موجود در کرومیت­های منطقه فرومد. 70

3-4-1- بافت و ساخت افشان.. 70

3-4-2- بافت واکنشی.. 71

3-4-3- ساخت نودولار. 72

3-4-4- بافت تودهای.. 72

3-4-5- بافت کششی.. 73

3-4-6- بافت سوپرژن.. 73

3-4-7- بافت اسکلتی.. 74

3-4-8- بافت جریانی.. 74

3-4-9- بافت کاتاکلاستیک… 74

3-4-10- بافت لکه­ای.. 75

3-4-11- بافت و ساخت میلونیتی.. 75

3-4-12- ساخت نواری.. 75

… 83

4-1- مقدمه. 83

4-2- روش تحقیق.. 84

4-2-1- آنالیز الکترون میکروپروب (EPMA). 84

4-3- مذاب گوشته­ای.. 87

4-3-1- پریدوتیت­های اسپینل­دار. 87

 

 

4-4- ژنز کرومیتیت فرومد. 88

4-4-1- محیط تکتونیکی و ترکیب مذاب به­صورت تابعی از روابط بین Ti- Al 89

4-4-2- مذاب مادر (Parental melt). 91

4-5- جایگاه زون سوپرا سابداکشن.. 95

4-1- کانی­های گروه اسپینل.. 95

4-2- فرایندهای ساب سالیدوس موثر در توزیع عناصر. 98

4-3- شیمی کانی­ها 99

4-4- اسپینل­های کروم­دار. 99

4-4-1- عدد کروم در اسپینل­ها 105

4-5- شیمی سیلیکات­های میزبان.. 107

4-5-1- اولیوین.. 107

4-5-2- کلینوپیروکسن و اورتوپیروکسن.. 117

… 125

5-1- مقدمه. 125

5-2- مطالعات پتروگرافی و کانی­شناختی.. 125

5-3- شیمی کانی­ها 126

5-4- ژنز کرومیتیت فرومد. 127

5-5- نتیجه ­گیری.. 130

5-6- پیشنهاداتی برای مطالعات آتی.. 131

.. 132

1-1- ریشه لغوی افیولیت

اهمیت شناسایی افیولیت‌ها در، تحلیل محیط تكتونیكی، مطالعه پوسته اقیانوسی، شناسایی ذخایر اقتصادی موجود در آن‌ ها، مطالعات دیرینه شناسی و غیره است. بدین منظور باید مطالعات سنگ­شناسی، دیرینه شناسی، سن سنجی و مطالعات ساختاری و تكتونیكی صورت گرفته و سپس به تحلیل و اثبات مکانیسم‌های مرتبط با جای­گیری افیولیت­ها پرداخته شود. نام افیولیت توسط «برونیار (1827) برای توصیف سرپانتینیت‌ها ابداع شد. وی این نام را از لغت یونانی قدیمی افی به معنی مار و لیت هم که به معنی سنگ است، گرفت. پس از نام‌گذاری افیولیت‌ها توسط (برونیار، استینمن 1906) مفهوم مجموعه یا سری سنگی افیولیت را بکار برد. این مجموعه سنگی اصولاً حاوی سنگ‌های اولترامافیک (مثل کانی سرپانتینیت و پریدوتیت)، گابرو، اسپیلیت و سنگ‌های وابسته است. او همچنین مشاهده کرد که این سنگ‌ها اصولاً در چرت‌ها و رسوبات پلاژیک مستقر شده‌اند یا با آن‌ ها وابستگی دارند. در سپتامبر 1972 سازمان زمین شناسی آمریکا در مورد افیولیت کنفرانس بزرگی برگزار نمود. در همین کنفرانس قرار شد که نام افیولیت به یک مجموعه مشخص از سنگ‌های مافیک تا اولترامافیک اطلاق گردد.»

افیولیت‌ها توالی‌هایی از سنگ‌های مافیک و اولترامافیک پوسته و گوشته فوقانی هستند که در ارتباط با زون‌های فرورانش، به صورت تكتونیكی جابجا شده روی خشکی‌ها جای­گیری کرده‌اند و بخشی از پوسته اقیانوسی جوان یا حوضه پشت كمانی تلقی می‌شوند (Condie,1997). به طور كلی یک توالی ایده­آل افیولیتی به ترتیب از بالا به پایین شامل: رسوبات عمیق دریا (رسوبات بخش آبیسال، پلاژیك، یا هر دو و یا رسوبات آذر آواری)، بازالت‌های بالشی، دایك­های صفحه­ای دیابازی، گابرو متراكم (Cumulate) لایه­ای و سنگ‌های اولترامافیک یا گابرو (non-cumulate) به همراه دیوریت و پلاژیوگرانیت، تكتونیت اولترامافیک (عموماً هارزبورژیت)، می‌شود و بررسی این سکانس‌های تراست شده بر روی پوسته قاره­ای نقش مهمی را در مدل‌های تكتونیک صفحه­ای ایفا می­ کند و یكی از راه­های مطالعه لیتوسفر اقیانوسی به ویژه پوسته اقیانوسی قدیمی است (Condie,1997; Kearey and Vine, 1996).

افیولیت‌ها صفحاتی با واحدهای سنگی مشخصی هستند (Nicholson.K.N,2000) كه منشاً قیانوسی داشته و اغلب در كمربندهای تصادم صفحات اقیانوسی ایجاد می‌شوند (Kearey and Vine, 1996) ولی در اثر فرایندهای جای­گیری و گسلش­های فراوان یک توالی افیولیتی ایده آل را ندرتاً می‌توان یافت و اغلب، یا برخی از واحدها در آن‌ ها دیده نمی‌شود و یا به صورت افیولیت ملانژ (واحدهای افیولیتی به هم ریخته و همراه با میان لایه های رسوبی) دیده می‌شوند (Condie,1997) نظیر مجموعه افیولیت ملانژ Tangihua در نیوزلند (Nicholson.K.N,2000).

1-2- سن و پراکندگی کمپلکس‌های افیولیتی در جهان

شکل ‏1‑1- سن کمپلکس­های افیولیتی و میزان پراکندگی آن­ها در ادوار مختلف (اقتباس شده از Yildirim Dilek and Harald Furnes., 2011)

شکل ‏1‑2- کمربندهای افیولیتی در مناطق مختلف جهان (اقتباس شده از Yildirim Dilek and Harald Furnes., 2011

1-3- نحوه تشکیل افیولیت‌ها

وجود افیولیت‌ها و پراکندگی آن‌ ها در اغلب قاره‌های دنیا نشان می‌دهد که در جای­گیری بخش اعظم آن‌ ها پدیده تصادم قاره- قاره دخیل بوده و اقیانوس مابین دو قاره در اثر فرایند فرو رانش از بین رفته و در حین تصادم بخش‌هایی از پوسته اقیانوسی بر روی حاشیه غیر فعال رانده شده‌اند. عدم وجود دگرگونی حرارتی قابل توجه در مرز تماس آن‌ ها با رسوبات بیانگر فرورانش آن‌ ها در حالت سرد می‌باشد.

در اثر تغییرات مکرر تکتونیکی و یا در زون­­­­­­­های فرورانش پر شیب، افیولیت‌ها به ملانژهای تکتونیکی تبدیل می‌شوند و به دلیل سرپانتینی­شدن بخش اولترامافیک قاعده‌ای، واجد خاصیت پلاستیکی شده و به راحتی تغییر شکل می‌یابند. سرپانتینی­شدن به تحرک افیولیت ملانژ کمک کرده و ورود قطعات سنگ‌های درون­گیر و بیگانه به داخل سکانس افیولیتی را تسهیل می­ کند.

4- سکانس افیولیتی

امروزه افیولیت‌ها و یا کمپلکس‌های افیولیتی به مجموعه شماتیکی اطلاق می‌گردد که روند پیدایش و تکوین آن از پایین به بالا دارای ویژگی­های زیر است:

 1- پریدوتیت‌های متورق که متحمل تغییر شکل­های تکتونیکی در حالت جامد در درجه حرارت بالا و فشار بالا را شده‌اند. (HP-HT)

2- گابروها و پریدوتیت‌های لایه لایه با ساختمان­های متراکم و توده­ای (متبلور شدن مجزا و نهشته­های متوالی، چگالی مواد سازنده، بلورهای موجود در اتاق ماگما)

3- بازالت‌های بالشی یا پیلولاواها ( Pillow- lavas) یا مواد خروجی زیر دریایی، سن گدازه‌ها معمولاً قابل تشخیص است (در لابلای رسوبات دریایی).

اما سطوح مواد متراکم و توده­ای و پریدوتیت‌های متورق قابل تشخیص نمی‌باشد، برای این منظور می‌بایست سن متبلور شدن مواد ماگمایی و زمان تحولات تکتونیکی منطقه را مورد بررسی قرار داد.

به طور کلی سکانس افیولیتی یا پوسته اقیانوسی به ترتیب از پایین به بالا شامل همه یا بخشی از واحدهای ذیل می‌شوند:

تكتونیت اولترامافیك: این مجموعه دگرگونی كه در قاعده افیولیت قرار دارد و نقش اساسی را در جای­گیری آن ایفا می‌کند دارای ویژگی‌های ذیل است:

1) ضخامت 100 تا 500 متری و توسعه جانبی ده‌ها تا صدها كیلومتر (Condie,1997).

2) كاهش مشخص درجه دگرگونی از بالا به پایین (Condie,1997).

3) شدیداً تغییر شكل یافته و دارای فولیاسیون تكتونیكی مشخص (Condie,1997).

4) حاوی عدسی‌های دونیت و كرومیت می‌باشد و عموماً شامل سنگ‌های اولترامافیک نظیر هارزبورژیت و لرزولیت توده­ای، دایک‌های ورلیتی، اولیوین لایه­ای و ارتوپیروكسن گابرو، به شكل خردشده و سرپانتینیتی همراه با رسوبات دگرگونی شده است كه منشأ دگرگونی آن‌ ها دمای گوشته در زیر افیولیت و دمای جای­گیری افیولیت است (Dewandel,2003; Whattam et al 2006)، در برخی موارد نظیر افیولیت Josephine در شمال غرب كالیفرنیا سرپانتینیتی­شدن سنگ‌های قاعده­ای پیش از جای­گیری افیولیت بوده بنابراین تصور می‌شود كه موهو قدیمه (Paleo-Moho) یک مرز سرپانتینیتی بوده است (Condie,1997).

گابرو متراكم (Cumulate) لایه­ای و سنگ‌های اولترامافیك: این واحد شامل گابروهای با بافت متراكم است كه از نظر تركیب حالت لایه­ای داشته و در اثر تبلور تفریقی شكل گرفته‌اند (Condie,1997).

گابرو (non-cumulate) به همراه دیوریت و پلاژیوگرانیت: پلاژیوگرانیت­ها تونالیت­های حاوی كوارتز، پلاژیوكلاز سدیک و میزان كمی سیلیكات مافیک هستند كه به صورت سیل، دایک و یا توده­های كوچك جای­گیری کرده‌اند و همراه دیوریت­ها در اثر تبلور تدریجی در محفظه ماگما تشكیل شده‌اند (Condie,1997; Whattam et al 2006). پلاژیوگرانیت در اغلب افیولیت‌ها، به خصوص افیولیت‌های با منشأ تیغه میان اقیانوسی، وجود داشته و به دلیل داشتن كانی زیركن كه حاوی عناصر اصلی U-Pb است و در تعیین سن دقیق زمان جای­گیری افیولیت استفاده می‌شود، نقش اساسی را در بررسی افیولیت‌ها داراست.

دایک‌های صفحه­ای دیابازی و بازالت‌های بالشی: ضخامت صفحات بین 1 تا 3 متر بوده و تركیبی در بازه دیوریت تا پیروكسنیت دارند، مرز پایین این صفحات با بخش زیرین مشخص یا تدریجی و با بخش بالایی تدریجی است (Condie,1997).

بازالت‌های بالشی از چند متر تا 2 كیلومتر ضخامت داشته، به صورت جریان‌های بالشی یا برش‌های هیالوكلاستیک تشكیل شده‌اند و اغلب تركیب توله­ایتی دارند (Condie,1997; Whattam et al 2006).

شکل ‏1‑3- a- نمایی از قسمت بالایی گوشته و پوسته اقیانوسی b- نمایی ایده آل از یک سکانس کمپلکس افیولیتی و مقایسه کامل بودن این سکانس در افیولیت‌های مناطق مختلف جهان (بودیه و نیکلاس 1985)

1-1- ارزش اقتصادی فلزی

    افیولیت‌ها در بخش‌های عمیق (حد فاصل گوشته و پوسته) دارای ذخایر اقتصادی نظیر نیكل و سولفیدهای پلاتین و كرومیت (به شكل انبانه­ای و ستونی در میان سنگ‌هایی چون هارزبورژیت و دونیت) هستند كه احتمالاً در اثر ذوب بخشی گوشته یا تبلور بخشی در اتاق ماگمای زیر پشته­های میان اقیانوسی تشكیل شده باشند و در بخش‌های بالاتر حاوی ذخایر مس و آهن نوع قبرس است (شکل 1-5 و 1-6) (Kearey and Vine, ).

مقدمه. 2

1-1- تاریخچه شیف بازها 3

1-2- روش تهیه لیگاند های شیف باز 4

1-3- طبقه بندی لیگاند های شیف باز 4

1-4- اهمیت و کاربردهای مهم کمپلکس های سنتز شده با لیگاند های شیف باز 5

1-4-1- خواص مغناطیسی کمپلکس های شیف باز 6

1-4-2-خواص کاتالیزگری کمپلکس های شیف باز 6

1-4-3-خواص دارویی کمپلکس های  شیف باز 7

1-4-4-خواص فلوئورسانسی کمپلکس های شیف باز 8

1-4-5- خواص نوری غیر خطی.. 8

1-4-6- فعالیت آنزیمی.. 8

1-5- مطالعات تئوری کمپلکس های شیف باز 9

 فصل دوم:شیمی محاسباتی

2-1- شیمی محاسباتی 25

2-2- تقریب هارتری – فوک.. 25

2-3- دترمینان اسلیتر. 28

2-4- اصل تغییر. 29

2- 5- نظریه عامل دانسیته ……….. 34

2-5-1- دانسیته الکترون. 35

2-5-2- قضیه کوهن – هوهنبرگ.. 36

2-5-3- معادلات كوهن- شام. 38

2-6- تقریب های دانسیته موضعیLDA ودانسیته موضعی اسپینی LSDA.. 40

2-7- تقریب گرادیانی تعمیم یافته GGA.. 41

2-8- روش های گرادیان مرتبه بالاتر یا (meta  GGA) 42

هیبریدی.. 42

2-10- سری های پایه. 43

2-10-1- سری پایه كمینه. 45

2-10-2- سری های پایه همبستگی- سازگار 45

2-10- 3- سری های پایه قطبش شده و نفوذ 46

2-11- نظریه اختلال مولر-پولست.. 46

2-12- آنالیز جمعیعت مولیکن.. 50

 فصل سوم:روش کار

3-1- بخش تجربی.. 53

3-1- 1- دستگاه ها، تجهیزات و مواد استفاده شده 53

3-2- سنتز مواد 54

3-2- 1- سنتز پیش ماده 1و2دی (اورتو-آمینوتیوفنوکسی)اتان. 54

3-2- 2- تهیه لیگاند 1و2- دی [N-2- تیوفنوكسی- پیریدین- 2- كربوكسالدهید] اتان (L) 54

3-2-3- سنتز کمپلکس کبالت پرکلرات ………………….. 55

3-2- 4- سنتز کمپلکس مس پرکلرات …………………….. 55

3-2-5 – سنتز کمپلکس نیکل پرکلرات …………………………… 56

3-2- 6- سنتز کمپلکس روی پرکلرات …………………….. 56

3-3-اندازه گیری هدایت الکتریکی کمپلکس ها 74

3-4-  ساختار مولكولی و کریستالی كمپلكس ……………………… 74

فصل چهارم:بخش محاسباتی

 

 

 (M=Cu,Co,Ni,Zn) 79

4-2- مشخصات ساختاری بهینه شده لیگاند وکمپلکس ها 85

4-3- بار مولیکن.. 91

4-4- دانسیته اسپینی اتمی بعضی از اتم های لیگاند وکمپلکس های بهینه سازی شده شده 94

4-5- بررسی طول موج ماکزیمم جذب در ساختار لیگاند و کمپلکس ها 95

4-6- بررسی فرکانس های ارتعاشی در ساختار لیگاند وکمپلکس های آن. 96

4-7- آنالیز ساختاری کمپلکس با بهره گرفتن از شاخص هندسی ……. 97

 فصل پنجم:نتیجه گیری

5-1- بررسی مشخصات ساختاری کمپلکس ها :طول پیوند،مرتبه پیوندوزاویه پیوند. 100

(M=Cu,Co,Ni,Zn. 100

(M= Co,Ni, Cu,Zn. 101

(M=Cu,Co,Ni,Zn. 102

(M=Cu,Co,Ni,Zn. 102

5-4- بررسی بارمولیکن.. 103

5-5- بررسی شکاف انرژی در لیگاند و کمپلکس های سنتز شده 105

5-6- بررسی دانسیته اسپینی الکترونی لیگاند وکمپلکس های سنتز شده 105

5-7- نتیجه گیری کلی.. 105

5-8- پیشنهادات برای تحقیقات بعدی.. 106

منابع  107

مقدمه

 انتخاب گروهای گوگردی و نیتروژنی در متالو آنزیم های متنوع توجه قابل ملاحظه‌ای را در شیمی تركیبات فلزات واسطه برانگیخته است كه در این راستا، كمپلكس‌های شیف‌ باز فلزات واسطه دارای دهنده‌های گوگردی و نیتروژنی تحت بررسی های ساختاری قرار گرفته و به عنوان مشابه ‌هایی برای بررسی خواص آنزیم ها مورد مطالعه قرار گرفته ‌اند. یون های فلزات واسطه نظیر كبالت (II)، منگنز  (II)، آهن (II) و مس (II) دارای كمپلكس‌ های شیف باز دارای عملكرد های متنوعی می‌باشند. برخی از آن ها توانایی اتصال برگشت ‌پذیری با مولكول اكسیژن دارند، بنابراین به عنوان مدل هایی، در مطالعه ی تثبیت برگشت‌ پذیر اكسیژن از طریق حامل های طبیعی آن ( هموگلوبین، هموسیانین و…) به كار گرفته می‌شوند. دیگر كمپلكس‌ها  به خاطر توانایی آن ها به عنوان كاتالیست ممكن است به عنوان مدل هایی در مطالعة اكسیدازها، پراكسیدازها و مونو  و دی اكسیژنازها به كار روند. همچنین رفتار شیمیایی كمپلكس‌های شیف باز با فلزات واسطه‌ به خاطر فعالیت كاتالیزوری آن ها در برخی فرایند های صنعتی و بیوشیمیایی مورد توجه بوده‌اند. (JudithAnn R, 2004) با توجه به اهمیت شیف ‌بازها و كمپلكس‌های آن ها، هدف ما در این پروژه تهیه ی كمپلكس‌ های شیف‌باز بر پایه پیریدین-2- کربوکسالدهید  با شش اتم دهنده N4S2 با برخی از فلزات واسطه و بررسی ساختار الکترونی آن ها  با بهره گرفتن از روش های محاسباتی  تئوری عامل دانسیته DFT و  ab initio می باشد.

در فصل اول به تاریخچه شیف باز ها، روش تهیه لیگاند های شیف باز،کاربردهای آن ها و مطالعاتی که در رابطه با کمپلکس های شیف بازها با یون های فلزی نیکل،مس،کبالت وروی انجام گرفته، اشاره می شود.

1-1- تاریخچه شیف بازها[1]

   در سال 1840، یورگنسن، ورنر و اتلینگ، محصول بلوری سبز تیره ای را از واکنش مس استات (II)، سالسیل آلدئید و آمین جدا کردند. این ماده بیس (سالسیل آلدیمینو) مس (II) بود. پس از این کار در سال 1869، هوگو شیف توانست با تغییر گروه های R و استفاده از مشتقات آریل، روش تهیه طبقه بندی شده ای برای سنتز این مولکول ها و کمپلکس های آن ها ارائه دهد. این تحول بزرگ باعث شد تا نام شیف باز به این ترکیبات شیمیایی داده شود. به طوری که اولین شیف باز سنتزی را به هوگوشیف[2] درسال 1869 نسبت داده اند. [1992،Amany]

   در دو دهه اخیر، شیف باز ها به عنوان لیگاندهای کی لیت کننده، یک نقش کلیدی را در شیمی کئوردیناسیون فلزات واسطه و همچنین فلزات گروه اصلی، ایفا کرده اند. این لیگاند ها  می توانند به راحتی، کمپلکس های پایداری را با اغلب یون های فلزات واسطه ایجاد کنند. این لیگاند ها اغلب از مسیرهای سنتزی مستقیم با بازده خوب و درجه خلوص بالا حاصل می­شوند. علت اینکه این لیگاند ها بیشتر از سایر لیگاند ها مورد توجه شیمی کئوردیناسیون می باشند به خواص الکترونی و حلالیت مناسب آن ها در حلال های رایج، دسترسی ساده برای تهیه آن ها و تنوع ساختاری گسترده این ترکیبات مربوط می شود. (Ashraf M. A, 2011  )

کمپلکس های فلزات واسطه با لیگاندهای شیف باز دهنده اکسیژن و نیتروژن به خاطر توانایی شان در داشتن پیکربندی های متنوع و تنوع ساختاری از اهمیت ویژه ای برخوردارند. کمپلکس های فلزی حاصل از لیگاندهای شیف بازی که دارای هر دو نوع اتم های دهنده سخت مثل اکسیژن و نیتروژن و اتم‌های دهنده نرم سولفور در ساختار شان هستند، اغلب خواص فیزیکی و شیمیایی جالبی نشان می‌دهند. همچنین سنتز و استفاده از شیف بازهای نا متقارن به عنوان کاتالیزگر برای انواع واکنش ها بیش از قبل مورد توجه قرار گرفته است. Ramachandran , 2008))

ترکیب نا متقارن اجازه می دهد که هم خواص الکترونی و هم اثرات فضایی به طور هم زمان تنظیم شوند و به طور کلی عملکرد شیف باز را افزایش می دهد. در کمپلکس های شیف باز نا متقارن، فلز محیط شیمیایی مشابه با متالوپورفین را تجربه می کند و لذا می توان از لیگاند های شیف باز نا متقارن در مطالعه الگویی برای بررسی رفتار پورفیرینها، استفاده کرد. بسیاری از گروه های تحقیقاتی تلاش خود را بر سنتز و مطالعه لیگاند های شیف باز نا متقارن و کمپلکس های فلزی آن ها متمرکز کرده اند. بیشتر این لیگاندها با تراکم مرحله به مرحله دی آمین مناسب با دو ترکیب کربونیل متفاوت حاصل می شوند. این ترکیبات ممکن است به عنوان کاتالیزگر برای بسیاری از تبدیل های آلی و همچنین برای طراحی حسگرها به کار روند. (2010 , Ashrafy  )

1-2- روش تهیه لیگاند های شیف باز

لیگاند های شیف باز از تراکم آمین های نوع اول با ترکیبات کربونیل دار حاصل می شوند. گروه عاملی مشخصه شیف بازها  که آزومتین یا ایمین نامیده می شود و دارای پیوند دوگانه کربن نیتروژن  (R2C=NR  ) است. از نظر ساختاری ایمین هایی هستندکه محصول تراکمی واکنش آلدئید ها،کتون ها یا β کتون ها با آمین های نوع اول و مشتقات آن ها هستند.

شکل (1-1): فرمول تهیه لیگاند های شیف باز

ایمین های حاصله از طریق جفت الکترون های غیر پیوندی نیتروژن خود، با فلزات واسطه اتصال دارند. مشابه آلدئید ها، کتون ها نیز قادر به تشکیل لیگاند های شیف باز می باشند اگر چه لیگاند های سنتزی با کتون ها، مانند آلدئیدها متداول نیستند. Yang , 2012))

کمپلکس های فلزی حاصل از لیگاندهای شیف باز کایرال، فضاگزینی خوبی در تبادل های آلی نشان می دهند از این رو سنتز کمپلکس های کایرال، بخش مهمی از تحقیقات جدید در زمینه شیمی کئوردیناسیون را به خود اختصاص داده است. Jesmin, 2010) )

1-3- طبقه بندی لیگاند های شیف باز

ترکیبات شیف باز بر اساس تعداد اتم های کئوردینه شونده آن ها به دسته های دودندانه، سه دندانه، چهار دندانه و تقسیم می شوند..

سه دندانه                                   چهاردندانه                               دودندانه 

شکل (1-2):انواع لیگاندهای شیف بازچند دندانه

همچنین لیگاندهای شیف باز از لحاظ تقارن به دو دسته متقارن و نا متقارن، تقسیم بندی می شوند. شیف باز متقارن از تراکم دی آمین با دو ترکیب کربونیل یکسان و شیف باز نا متقارن از تراکم دی آمین با دو ترکیب کربونیل مختلف به دست می آید.  (Katarzyna brodowska, 2014)

1-4- اهمیت و کاربردهای مهم کمپلکس های سنتز شده با لیگاند های شیف باز

برای شیف بازها به عنوان لیگاندهایی که قادر به تشکیل کمپلکس های پایدار با بسیاری از یون­های فلزی­ اند، کاربرد های فراوانی گزارش شده است. کمپلکس ­های شیف باز تاثیر به سزایی به عنوان کاتالیزور در واکنش­هایی از قبیل اکسیداسیون  استیرن، اپوکسایش الکن­ ها، برم­ دارکردن اولفین­های
 بنزیلی، اکسایش سولفیدها به سولفوکسید  و… دارند. همچنین گزارش­ هایی در مورد استخراج و اندازه ­گیری یون های فلزات سنگین موجود در نمونه های حقیقی توسط لیگاند­ های باز شیف ارائه شده
 است. (, 2014 Katarzyna brodowska)

در مقالات کاربردهای زیادی از شیف بازها در بیولوژی گزارش شده که از جمله آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد.

1- خواص مغناطیسی

2- خواص کاتالیزگری