مقایسه‌ی کارایی مدل RUSLE و EPM در برآورد فرسایش خاک و میزان رسوب‌دهی براساس منحنی سنجه رسوب (مطالعه موردی: حوضه‌ی آبخیز جاسک-گابریک)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده کشاورزی و منابع‌طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس

چکیده

فرسایش خاک یکی از مشکلات محیطی است که تهدیدی برای منابع طبیعی، کشاورزی و محیط زیست به شمار می‌آید. ارزیابی کمی و کیفی فرسایش خاک با استفاده از مدل‌های برآورد فرسایش و رسوب، یکی از راهکارهایی است که از طریق آن می‌توان فرسایش خاک را تا حدودی کنترل و مقدار آن را به حداقل رساند. هدف از این پژوهش ارزیابی کارآَیی مدل‌های RUSLE و EPM در برآورد فرسایش و رسوب حوضه‌ی آبخیز جاسک- گابریک است. در این راستا، از عوامل موثر بر فرسایش شامل فرسایندگی باران، فرسایش‌پذیری خاک، توپوگرافی و پوشش گیاهی و هم­چنین ضرایب شدت فرسایش، حساسیت سنگ و خاک به فرسایش، استفاده از زمین یا کاربری زمین، شیب متوسط حوضه به درصد مورد استفاده در مدل‌های یاد شده بهره­ گرفته شد و در نهایت مقدار فرسایش و رسوب تولید شده با توجه به مدل‌های ارائه شده محاسبه و با مقدار مشاهده شده در ایستگاه رسوب‌سنجی گابریک مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که میزان رسوب برآوردی مدلRUSLE ، 30745 تن در هکتار در سال و در روش EPM، 6/10541 تن در هکتار در سال برآورد گردید که با توجه به نزدیک‌تر بودن مقدار برآوردی RUSLE به مقدار رسوب مشاهده‌ای (42414 تن در هکتار در سال) کارآیی مدل RUSLE در برآورد رسوب منطقه‌ی مورد مطالعه بیش‌تر است. در نهایت توصیه می‌شود، برای فازهای اولیه مطالعات توجیهی، اجمالی و شناسایی از مدل  EPM و برای مطالعات تفضیلی و دقیق‌تر برآورد میزان فرسایش و رسوب حوضه از روش RUSLE بهره بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison of the efficiency the RUSLE and EPM models in estimating soil erosion and sediment yield according to the sediment rating curve (case study: Jask-Gabrik watershed)

نویسندگان [English]

  • ommolbanin Bazrafshan
  • fatemeh teimouri
Faculty Member of Faculty of Agriculture and Natural Resources, Hormozgan University
چکیده [English]

Soil erosion is one of the environmental, agriculture and natural resources problems. The aim of this research is applying the EPM and RUSLE models to the Jask - Gabrik Watershed, in order to estimate soil erosion and sediment. In this study, the factors affecting the water erodibility, consist of erosivity factor, soil erodibility, topography, vegetation cover, the sensitivity of soils and stones to erosion, land use type, steep slope percentage used in the models. Finally, the amount of erosion and sediment produced according to the RUSLE and EPM were compared with the observed sediment using Gabric sediment sampling gage station. The results showed that RUSLE model is estimated sediment, 30745 tons/ha/year while EPM model 10541.6 tons/ha/year. According to the results, the estimated erosion and sediment value of the RUSLE model is close to the sampling values (42414 tones/ha/year), then RUSLE model is more efficient. Finally, it is recommended, EPM model using for the initial phases, explanatory studies, overview and identification while for more accurate and more detailed studies applied the RUSLE model.

کلیدواژه‌ها [English]

  • RUSLE
  • EPM
  • validation
  • Jask - Gabric Watershed

امیری، ف.، ارزانی، ح.، چایی چی، م.ر.، خواجه­الدین، ج و فرح­پور، م  (1388) کارایی مدل اصلاح شده PSIAC و EPM برای ارزیابی فرسایش خاک در تعیین شایستگی مرتع، مرتع، سال اول، شماره 3،  154-138.

انصاری لاری، الف.، انصاری، م (1396) ارزیابی فرسایش خاک و پتانسیل رسو‌ب‌دهی حوضه آبخیز گابریک استان هرمزگان با استفاده از مدل EPM، مجله مخاطرات محیط طبیعی، سال ششم، شماره 11، ص 15-1.

برزو، آ.، ممیزی، م. ر و نیک­اندیش، ع. ع (1387) مقایسه­ی سه روش EPM، MPSIAC، PSIAC در برآورد میزان فرسایش و رسوب در حوضه چهل چشمه استان فارس، فصل‌نامه دانش کشاورزی ایران، سال اول، شماره پنجم، ص 29-19.

خدابخش، س.، محمدی، الف.، رفیعی، ب و بزرگ‌زاده، ع  (1388) مقایسه برآورد میزان فرسایش و رسوب­زایی در زیرحوضه سزار (حوضه آبریز سد دز) با اسـتفاده از مدل­های تجربی ای­پی­ام و ام­پسیاک با کمک دانش فازی، فصل‌نامه زمین­شناسی ایران، سال سوم، شماره 12، ص 61-51.

دسترنج، ع.، خزایی، م.، کاظمی، م.، فلاح، س و عادلی، ب (1393) ارزیابی روش­های اصلاحی برآورد رسوب معلق (مطالعه­ی موردی: حوضه آبخیز بشار)، فصل­نامه پژوهش­های فرسایش محیطی، سال سوم، شماره 15، ص 57-47.

راستگو، س.، قهرمان، ب.، ثنائی­نژاد، ح.، داوری، ک و خداشناس، ع (1385) برآورد فرسایش و رسـوب حوضه­ی آبخیز تنگ­کنشت با مدل­های تجربی MPSIAC و EPM با کمک GIS، مجله­ی علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، سال اول، شماره 3، ص 104- 91.

رضائی، پ.، فریدی، پ.، قربانی، م و کاظمی، م (1393) برآورد فرسایش خاک با استفاده از مدل RUSLE و شناسایی مؤثرترین عامل آن در حوضة آبخیز گابریک- جنوب­خاوری استان هرمزگان، پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، سال اول، شماره 3، ص 113-97.

رفاهی، ح (1378) فرسایش آبی و کنترل آن، دانشگاه تهران، چاپ چهارم، 671 ص.

رفاهی، ح و نعمتی، م (1374) بکارگیری روش ای­پی­ام در مطالعه فرسایش‌پذیری و تولید رسوب حوضه آبخیز الموت رود، مجله علوم کشاورزی ایران، سال دوم، ص 45-32.

صدوق، ح (1394) پهنه­بندی فرسایش در حوضه آبخیز کهمان با استفاده از سه مدل EPM، BLM و Fargas، مجله هیدروژئومورفولوژی، شماره دوم، ص154-137.

عساکره، ح (1387) کاربرد روش کریجینگ در میان‌یابی بارش مطالعه‌ی موردی: میان‌یابی بارش 26/12/1376 در ایران زمین. مجله جغرافیا و توسعه، شماره دوازدهم، ص 42-25.

قربانی، م.ع و دهقانی، ر (1396) مقایسه­ی روش­های شبکه عصبی بیزین و شبکه عصبی مصنوعی در تخمین رسوبات معلق رودخانه­ها (مطالعه­ی موردی: سیمینه رود)، مجله علوم و تکنولوژی محیط زیست، سال دوم، شماره 9، ص 13-1.

قضاوی، ر.، ولی، ع.ع.، مقامی، ی.، عبدی، ژ و شرفی، س (1391) مقایسه­ی مدل­های EPM، MPSIAC و PSIAC در برآورد فرسایش و رسوب با استفاده از GIS، مجله جغرافیا و توسعه، سال پنجم، شماره 27، ص 126-117.

گنجی نوروزی، ز و سامانی، م. و (1387) بررسی عدم قطعیت حجم رسوب مخازن سدها، مجله تحقیقات منابع آب ایران، سال اول، شماره 4، ص 97-90.

نوری، ح.، سیادت موسوی، س. م و مجردی، ب (1396) برآورد میزان فرسایش و تولید رسوب در حوضه‌های آبخیز بر مبنای پردازش صاویر ماهواره‌ای و فن GIS با استفاده از نمونه‌ی فیزیک تخمین رسوب EPM (مطالعه موردی: حوضه‌ی آبریز سد دز)، مجله مهندسی منابع آب، دوره دهم، شماره 32، ص 54-45.

یمانی، م و هدایتی، ع. الف (1383) بررسی وضعیت رسوب و فرسایش در حوضه­های آبریز منتهی به تنگه هرمز (مـحدوده مابین رودخانه­هـای شور تا جاسک)، پژوهش­های جغرافیایی، شماره 36، ص141-117.

 Ahmadi. H., M. R. Servati., A. M. Noormohamady (2011) Sediment And Erosion Estimation Using EPM And MPSIAC, Using Geomorphological Method And GIS In Baghareh (Torbate Heydarieh) Catchment Basin, Journal of Geographical Science, 14: 28-33.

Amiri. F (2010) Compression of Efficiency of MPSIAC and EPM Models to Estimate Soil Erosion and Sedimentated Yield (Case Study: Ghareh Aghach Watershed), Iranian Journal of Dynamic Agriculture, 20: 21-36.

Bahrawi,  A., Elhag, M., Aldhebiani, AY., Galal,  K., Hegazy, AK., and  Alghailani,  E (2016) Soil Erosion Estimation Using Remote Sensing Techniques in Wadi Yalamlam Basin, Saudi Arabia, Hindawi Publishing Corporation, 15:1-8.

Duan, N (1983) Smearing estimate, a nonparametric retransformation method, Journal of American Statistical Association, 73: 605-610.

Ferguson, R (1987) Accuracy and precision of methods for estimating river loads. Earth Surface Processes and Land Forms, 12: 95-104.

Ferro, V., Giordano, G., and Lovino, M (1991) Isoerosivity and erosion risk map for Sicily, Journal of  Hydrology, 36: 549-564.

Gavrilovic. Z (1988) The Use of an Empirical Method (Erosion Potential Method) for Calculating Sediment Production and Transportation in Unstudied or Torrential streams International Conference of River regime, 17-20May, Wallingford, 422p.

Jones, KR., Berney, O., Carr, DP., and Barret, E. C (1981) Arid zone hydrology for agricultural development. FAO Irrigation and Drainage Paper, 37: 271.

Lal, R (1988) Soil erosion research methods, Soil and Water Conservatoin Socity, 244p.

Miguel PA., Samuel-Rosa R., Simao Dennis Dalmolin F., Arajo Pedron J., and Moura Bueno, A (2011) The USLE model for estimating soil erosion in complex topography areas. Annals XV Brazilian Symposium on Remote Sensing, (SBSR), Brasil, 85: 9227-9230.

Mirzaei, MR., Arab-Khedri, M., Feiznia, S., and Ahmadi, H (2005) A comparison of methods of estimation of suspended sediment, Iran. Journal of  Natural  Resources, 58: 301-313.

Renard, KG., and Freimund, JR (1994) Using monthly precipitation data to estimate the R factor in the revised USLE, Journal of Hydrology, 157: 287-306.

Renard, K. G., Foster, G. R., Weesies, G. A., McCool, D. K., and Yoder, D. C (1997) Predicting soil erosion by water: a guide to conservation planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). Agriculture Handbook, 703: 30-33.

Sun, W., Minasny, B. and McBratney, A (2012) Analysis and prediction of soil properties using local regression-Kriging. Geoderma, 23: 172-171 23.

Tazioli, A (2009) Evaluation of erosion in equipped basins: preliminary results of a comparison between the Gavrilovic model and direct measurements of sediment transport. Environmental Geology, 56(5), 825-831.

Vaezi, AR., Bahrami, HA., Sadeghi, SH. R., and Mahdian, MH (2010) Spatial variability of soil erodibility factor (K) of the USLE in North West of Iran. Journal of Agricultural Science and Technology, 12, 241-252.

Wischmeier, WH., and Smith, D.D (1978) predicting rainfall erosion. Losses: a guide ton conservation planning, Agriculture Handbook, US Department of Agriculture, Washington DC press, 537p.