مدلسازی نرخ فرسایش خاک و تولید رسوب با مدل RUSLE/SDR در حوضه آبریز دیزگران (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
یکی از رایج ترین انواع تخریب خاک که اثرات بسیار مخرب بر محیط زیست و زندگی بشر دارد، پدیده فرسایش خاک آبی است. این پدیده کیفیت خاک را در محل کاهش می دهد و ممکن است باعث ایجاد مشکلات رسوب در پایین دست یا مخازن شود. شدت فرسایش خاک معمولا با استفاده از مدل های مختلف تخمین زده می شود. مدل معادله جهانی تلفات خاک (RUSLE ) به دلیل سادگی، نیاز کمتر به داده و سازگاری با شرایط مختلف محیطی رایج ترین مدل فرسایش خاک است. مطالعات در سراسر دنیا نشان می دهد که این مدل تجربی برای تخمین تلفات سالانه خاک در مقیاس حوضه بسیار کارآمد است. برای تخمین نرخ تولید رسوب بر اساس نرخ فرسایش خاک حاصل از مدل RUSLE، از نسبت تحویل رسوب (SDR ) استفاده می شود. حوضه آبریز دیزگران واقع در مرز استان های کردستان و کرمانشاه در غرب ایران، یکی از حوضه های کوهستانی کشور و دارای توپوگرافی ناهموار و شرایط پوشش گیاهی و آب و هوایی است که آن را مستعد فرسایش خاک شدید می کند. هدف این تحقیق برآورد میانگین سالانه فرسایش خاک و تولید رسوب در حوضه آبریز دیزگران و بررسی همبستگی عوامل مختلف RUSLE با نرخ فرسایش برای درک بهتر تاثیر هریک از عوامل موثر بر این پدیده است. در این تحقیق فاکتور فرسایندگی باران از روش رگرسیون خطی WTLS براساس مدل ارتفاعی رقومی ایجاد شد. با توجه به نتایج مدل RUSLE/SDR، نرخ متوسط فرسایش خاک در منطقه 45.09 تن در هکتار در سال و نرخ متوسط تولید رسوب 19.42 تن در هکتار در سال در حوضه محاسبه گردید. به ترتیب 3/1 % و 66/4 % از مساحت حوضه در کلاس های فرسایش خیلی کم و کم قرار گرفت. 18/16 % از منطقه در کلاس فرسایش متوسط و به ترتیب 18/36 % و 68/41 % از سطح منطقه در کلاس های فرسایش شدید و بسیار شدید قرار گرفت. همچنین نتایج حاکی از این است که دو عامل توپوگرافی (با ضریب همبستگی 79 درصد) و پوشش گیاهی (با ضریب همبستگی 47 درصد) به ترتیب بیشترین همبستگی را با نرخ فرسایش خاک داشته و بنابراین به ترتیب مهم ترین نقش را در تغییر نرخ فرسایش در منطقه دارند. نتایج این تحقیق نشان می دهد همانطور که از حضور اشکال مختلف فرسایش در بازدید میدانی از حوضه پیداست، این منطقه درگیر فرسایش شدید می باشد. از نتایج این تحقیق می توان برای انجام اقدامات مدیریتی در جهت کاهش نرخ فرسایش خاک در نقاط با نرخ بالای فرسایش و حفاظت و مدیریت حوضه آبریز دیزگران استفاده نمود.Modeling the rate of soil erosion and sediment yield using the RUSLE / SDR model in the Dizgaran watershed
Water soil erosion is one of the most common types of soil degradation, which has very destructive effects on the environment and human life. This phenomenon reduces the quality of the soil in the site and may cause sedimentation problems in the downstream or reservoirs. The severity of soil erosion is usually estimated using different models. The Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) is the most common soil erosion model due to its simplicity, less need for data, and adaptability to different environmental conditions. Studies around the world show that this experimental model is very efficient for estimating annual soil losses at the watershed scale. Sediment Delivery Ratio (SDR) is used to estimate the rate of sediment yield based on the soil erosion rate obtained from RUSLE. Dizgaran watershed, located on the border of Kurdistan and Kermanshah provinces, western Iran, is one of the mountainous areas of the country and has rough topography, vegetation cover, and weather conditions that make it prone to severe soil erosion. This research aims to estimate the annual average rate of soil erosion and sediment yield in the Dizgaran watershed and also to investigate the correlation between different RUSLE factors and the erosion rate to better understand the effect of each factor on the erosion rate. In this research, the rainfall-runoff erosivity (R) factor was created using the WTLS linear regression method based on the Digital Elevation Model (DEM). According to the results of the RUSLE/SDR model, the average rate of soil erosion was 45.09 tons per hectare per year and the average rate of sediment production was 19.42 tons per hectare per year in the watershed. 1.3% and 4.66% of the area of the area were placed in very low and low erosion classes, respectively. 16.18% of the area was in the moderate erosion class, and 36.18% and 41.68% of the area were in the severe and very severe erosion classes, respectively. Also, the results indicate that the two factors of topography (with a correlation coefficient of 79%) and cover and management (with a correlation coefficient of 47%) have the highest correlation with the soil erosion rate, respectively, and therefore play the most important role in changing the erosion rate in the watershed. The results of this research show that this watershed is involved in severe erosion, as can be seen from the presence of different forms of soil erosion in the field investigation. The results of this research can be used to carry out management measures to reduce the rate of soil erosion in the points with a high rate of erosion and to protect and manage the Dizgaran watershed.
تبلیغات
