RUSLE

رودخانه ها و جلگه های حاصلخیز آن ها از دیرباز کانون شکل گیری و رشد تمدن های بشری بوده اند. جلگه خوزستان جلگه ای کم ارتفاع با شیب ملایم است که رودخانه ی کرخه در آن جریان دارد. این رودخانه در طول دوران زمین شناسی به ویژه در عهد چهارم –کواترنر- از تحرک و پوی

فرسایش خاک یکی از مهم ترین مسائل و مشکلات زیست محیطی است که امروزه با آن مواجه هستیم. بهره برداری های روز افزون وعدم مدیریت صحیح انسان بر محیط طبیعی تأثیر زیادی بر تشدید روند تخریب خاک و فرسایش دارد. در این تحقیق با تحلیل پارامترهای مؤثر، وضعیت فرسایش و تولید رسوب در دشت کوهپایه - سگزی با مساحت 136 هزار هکتار با استفاده از مدل تجدید نظر شده ی جهانی فرسایش خاک ( RUSLE ) مورد مطالعة قرار گرفت. داده ها و ابزارهای به کار رفته در تحقیق شامل داده های ایستگاه های هواشناسی، اطلاعات 21 نمونه خاک، مدل رقومی ارتفاع (DEM )، تصویر ماهوار ه ای سنجنده OLI ، سیستم اطلاعات جغرافیایی ( GIS ) و سنجش از دور ( RS ) می باشد. با بررسی عوامل مؤثر در مدل RUSLE ، که شامل فاکتور فرسایندگی باران، فاکتور فرسایش پذیری خاک، فاکتور توپوگرافی، فاکتور پوشش گیاهی و فاکتور عملیات حفاظتی می باشد، میزان فرسایش منطقه مورد مطالعه برآوردشد. براساس نتایج به دست آمده میزان فرسایش سالانه خاک در کل منطقه مورد مطالعه صفر تا 95 تن در هکتار در سال برآورد شد. نتایج این تحقیق نشان داد فاکتور توپوگرافی با بالاترین مقدار ضریب تبیین ( 9/0= 2 R ) بیشترین تأثیر را در برآورد فرسایش سالانه خاک توسط مدل RUSLE داشته است. این تحقیق، مؤثر بودن فناوری های نوین سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور را برای تخمین کمّی مقادیر فرسایش خاک تأیید می کند.

یکى از عوامل اصلى وموثر در ایجاد فرسایش خاک پو شش گیاهی یک حوزه می باشد. به طورى که با شناخت و ارزیابى این عوامل بهتر مى توان از طریق راه کارهاى اصولى از زیان هاى مختلف فرسایش جلوگیرى کرد و یا آن را به حداقل ممکن رسانید. در این مقاله مدل فرسایش و رسوب RUSLE در محیط سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) برای بررسی نقش پوشش گیاهی در میزان فرسایش و رسوب مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله با ثابت در نظر گرفتن سایر پارامترهای موثر در میزان فرسایش و رسوب R . K. L. S. P به بررسی نقش عامل C پرداخته شد. در حوزه آبخیز کش و لهران در حدود 5 % مساحت حوزه دارای مراتع ضعیف است. که میزان فرسایش در این واحد کاری در حدود 12.3 تن در هکتار در سال براورد گردید.سپس با تغییر کاربری این واحد اراضی به باغات میزان فرسایش به 9.9 تن در هکتار در سال رسید. میزان فرسایش کل حوزه با کاربری فعلی 10.6 تن در هکتار در سال براورد گردید که زمانی که مراتع ضعیف به باغات تبدیل گردید به میزان فرسایش کل حوزه به 10.3 تن (0.3 تن در هکتار در سال) کاهش پیدا کرد.

خاک یکی از مهم ترین عوامل تولید است که در زندگی اقتصادی و اجتماعی انسان تأثیر بسیار دارد .سطح زمین عموماً به وسیله خاک و دیگر نهشته های سطحی پوشیده شده است . فرسایش خاک یکی از مهمترین مسائل و مشکلاتی است که امروزه با آن مواجه هستیم . بهره برداری های روز افزون و عدم مدیریت صحیح انسان بر محیط طبیعی تأثیر زیادی بر تشدید روند تخریب و فرسایش خاک دارد. در این تحقیق با تحلیل پارامترهای مؤثر فرسایش و تولید رسوب در حوضه ی آبخیز دهکهان با مساحت 2/9923 هکتار در جنوب استان کرمان مورد مطالعه قرار گرفت. در این تحقیق ضمن بررسی های میدانی، اطلاعات جغرافیایی (GIS)اسناد و مدارک مختلف از جمله نقشه های توپوگرافی، زمین شناسی، پوشش گیاهی، آمارهای مختلف مربوط به ایستگاه های باران سنجی و همچنین تصاویر ماهواره ای به عنوان ابزار تحقیق مورد استفاده قرار گرفت.. برآورد میزان فرسایش در محدوده مطالعاتی از مدل تجدید نظر شده ی جهانی فرسایش خاک (RUSLE) در محیط نرم افزار آرک جی آی اس انجام گردید. با بررسی عوامل مؤثر در این مدل، که شامل فاکتور فرسایندگی باران، فاکتور فرسایش پذیری خاک، فاکتور توپوگرافی و پوشش گیاهی می باشد، میزان فرسایش حوضه برآورد شده است. بر این اساس میزان فرسایش سالیانه خاک در کل محدوده مطالعاتی از 67 تن در هکتار در سال برآورد شده است. نتایج این تحقیق همچنین نشان بیشترین تأثیر را در برآورد فرسایش، فاکتور توپوگرافی با بالاترین مقدار ضریب تبیین 92.6 داشته است. این تحقیق، مؤثر بودن فناوری های RUSLE فرسایش سالانه خاک توسط مدلنوین سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور را برای تخمین کمی مقادیر فرسایش خاک تأیید می کند.  خاکیکیازمهم ترینعواملتولیداستکهدرزندگیاقتصادیواجتماعیانسانتأثیربسیار دارد. سطحزمینعموماًبه وسیلهخاکودیگرنهشته هایسطحیپوشیدهشدهاست.فرسایشخاکیکیازمهم ترینمسائلومشکلاتیاستکهامروزهباآنمواجههستیم. بهره برداری هایروزافزونوعدممدیریتصحیحانسانبرمحیططبیعیتأثیرزیادیبر تشدیدروندتخریبوفرسایشخاکدارد.دراینتحقیقتحلیلپارامترهایمؤثرفرسایشوتولیدرسوبدرحوضه یآبخیزدهکهانبامساحت 2/9923هکتار درجنوباستانکرمان با استفاده از مدل تجدیدنظر شده ی جهانی فرسایش خاک (RUSLE) موردمطالعهقرارگرفت. داده ها و ابزارهای به کاررفته در تحقیق شامل داده های ایستگاه های هواشناسی، مدل رقومی ارتفاع (DEM)، تصاویر ماهواره ای لندست2015، سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سنجش ازدور (RS) می باشد. بابررسیعواملمؤثردراینمدل،کهشاملفاکتورفرسایندگیباران،فاکتور فرسایش پذیریخاک،فاکتورتوپوگرافیوپوششگیاهیمی باشد،هدف از تحقیق حاضر برآورد میزان فرسایش سالانه خاک در منطقه ی موردمطالعه می باشد. برایناساسمیزانفرسایشسالیانهخاکدرکلمحدودهمطالعاتیاز 50تندرهکتاردرسالبرآوردشدهاست.نتایجاینتحقیقنشان می دهد بیشترینتأثیررادربرآوردفرسایش سالانه خاک توسط مدل RUSLE،فاکتورتوپوگرافیبا  بالاترینمقدارضریبتبیین96/. داشتهاست.اینتحقیق،مؤثربودنفناوری های نوینسیستماطلاعاتجغرافیاییوسنجش ازدوررابرایتخمینکمیمقادیرفرسایشخاک تأییدمی کند.

به کارگیری فن های نو برای شناخت عوامل مؤثر در فرسایش به ویژه فرسایش آبی و اندازه گیری مقدار آن در حوضه های آبریز جهت بهره گیری از آن در توسعه پایدار امری ضروری است. در این پژوهش از مدل تجربی RUSLE برای برآورد فرسایش استفاده شده است. هدف از این پژوهش بررسی نقش روش های درون یابی های جبری (رگرسیون خطی) و زمین آمار (کریجینگ معمولی) برای تولید عامل R و نتایج آن در برآورد فرسایش و رسوب حوضه آبریز رودخانه بالارود واقع در استان خوزستان به روش RUSLE است. یکی از عوامل تأثیرگذار در این مدل، عامل فرسایندگی باران (R) است که از داده های 12 ایستگاه هواشناسی تهیه شده است. با استفاده از روش های درون یابی مختلفی می توان این عامل را برای منطقه موردمطالعه محاسبه نمود. روش شناسی این پژوهش بر مبنای استفاده از روش درون یابی رگرسیون خطی (جبری) و کریجینگ معمولی برای تعیین عامل R است. نتایج این پژوهش نشان داد که عامل R درون یابی شده از هر دو روش درون یابی جبری و کریجینگ معمولی دارای ضریب تعیین خودهمبستگی به ترتیب R2=0.985 و R2=0.964 هستند و گرچه اختلاف کمی در ضریب تعیین خودهمبستگی مکانی دارند اما استفاده از عامل R درون یابی شده توسط روش جبری منجر به بیش برآورد فرسایش (19315/135 t.ha-1.yr-1) می شود. همچنین نتایج نشان داد که هر دو نقشه فرسایش برآورد شده کم ترین و بیش ترین رابطه همبستگی را به ترتیب با عامل های R و LS خود دارند.

فرسایش خاک یک فاکتور کلیدی محیطی می باشد، که تنها به فاکتورهای ژئواکولوژیک وابسته نیست بلکه به تغییرات کاربری اراضی و پوشش اراضی نیز وابسته است. تحقیق حاضر به ارزیابی تغییرات کاربری و تاثیر آن بر فرسایش خاک در تالاب هورالعظیم در استان خوزستان در جنوب غرب ایران و استان میسان در جنوب شرق کشور عراق می پردازد. برای انجام این تحقیق از تصاویرماهواره لندست مربوط به خرداد ماه سال های 1365 و 1395 استفاده شد. جهت طبقه بندی تصاویر، از روش طبقه بندی حداکثر احتمال استفاده و نقشه پوشش اراضی تالاب تهیه گردید. صحت طبقه بندی با محاسبه ضریب کاپا و صحت کلی با استفاده از ماتریس خطا ارزیابی شد. برای تصویر سنجنده TM ضریب کاپا و صحت کلی به ترتیب 85/0 و 92/0 و برای تصویر سنجنده OLI به ترتیب 89/0 و 94/0 برآورد گردید. در مرحله بعد فرسایش خاک منطقه با استفاده از معادله جهانی ارزیابی فرسایش خاک (RUSLE) برای دوره 1986-1395 ارزیابی شد. نتایج کلی گویای این مطلب است که در بازه بین سال های 1365 تا 1395 از مساحت طبقات پوشش اراضی دارای کلاس فرسایشی کم کاسته شده و به مساحت کلاس های فرسایشی زیاد و عمدتا به کلاس فرسایشی بیش از 5 تن در هکتار در سال افزوده شده است. بر اساس اطلاعات اطلاعات بدست آمده برای سال 1365 حدود 26 درصد از مساحت و برای سال 1395 در حدود 41 درصد از مساحت منطقه مقدار فرسایش از حد قابل قبول بیشتر بوده و در برخی قسمت ها بحرانی است. لذا نتایج حاصل از این مطالعه لزوم پرداختن به این مسئله و ارائه راه حل های حفاظتی و مدیریتی را روشن می کند.

در مطالعه حاضر، هدف پیش بینی پتانسیل هدر رفت سالیانه خاک و بار رسوب است. برای پیش بینی موارد مذکور، معادله تجدید نظر شده جهانی هدر رفت خاک ( RUSLE ) در چارچوب سیستم اطلاعات جغرافیایی به کار رفته است.   مقدار عامل فرسایندگی سالیانه باران با استفاده از داده های بارش ماهانه 22 ساله در 18 ایستگاه در اطراف حوضه محاسبه شد. سپس تغییرات مکانی آن با استفاده از کریجینگ معمولی برآورد شد. شاخص فرسایش پذیری خاک از نقشه خاک، که خود با استفاده از پیمایش صحرایی و داده های سنجش از دور تهیه شد، بدست آمد. عامل توپوگرافی از مدل رقومی ارتفاع با قدرت تفکیک مکانی 30 متر استخراج شد. عامل پوشش گیاهی سالیانه نیز از داده های سنجش از دور برآورد شد. از آنجایی که در حوضه مورد مطالعه عملیات حفاظت خاک ناچیز است، مقدار عامل حفاظت خاک در سرتاسر حوضه 1 در نظر گرفته شد . در این مطالعه، مقادیر متوسط فاکتورهای R ، K ، LS ، C و P به ترتیب برابر با MJ mm ha-1h-1y-1   264 ، Mg ha h ha-1MJ-1mm-1 35/0 ، 00/2، 51/0 و 1 بودند. میانگین بار رسوب سالیانه در حوضه مورد مطالعه  t h-1 y-137/16 برآورد شد که نزدیک به مقدار بدست آمده از ایستگاه رسوب سنجی خروجی حوضه (58/16 تن در هکتار در سال) بود. نتایج حاصل از بررسی نقشه فرسایش در این مدل نشان می دهد که بیشترین فرسایش در قسمت غرب و میانه حوضه قرار دارد. چون این منطقه از سازندهای ناپایدار و مستعد فرسایش تشکیل شده است. شیب زیاد منطقه به اضافه بارش باران و تغییر کاربری اراضی در این محدوده بسیاری از عرصه های آن را با بحران فرسایش خاک مواجه کرده است. بر اساس نتایج حاصل، بیشترین وسعت حوضه  مربوط به کلاس فرسایشی خیلی کم، کم و متوسط است که عموما در کل حوضه پراکنش دارد و کمترین مساحت حوضه در کلاس فرسایشی زیاد تا خیلی زیاد (20 درصد) قرار می گیرد. با توجه به اینکه 20 درصد حوضه مورد مطالعه در کلاس فرسایش زیاد تا خیلی زیاد قرار دارد، لزوم اقدامات حفاظتی در این مناطق الزامی است. نتایج این پژوهش همچنین نشان داد، فاکتور LS با ضریب همبستگی 81/0 بیشترین تأثیر را در برآورد فرسایش سالانه خاک توسط مدل RUSLE داشته است. این پژوهش، مؤثر بودن RS و GIS را جهت تخمین کمی مقادیر فرسایش خاک، بار رسوب و همچنین مدیریت فرسایش اثبات نمود.

ارزیابی و پهنه بندی فرسایش خاک با استفاده از مدل هایی که دقت بیشتری داشته باشند، به اجرای فعالیت های حفاظتی و کنترل فرسایش خاک در داخل حوضه و کاهش میزان رسوب در خارج از آن کمک می کند. هدف از این پژوهش پهنه بندی شدت فرسایش خاک حوضه بلده با استفاده از مدل های RUSLE و ICONA و بررسی میزان دقت آنها با مشاهدات و مقادیر واقعیت زمینی است. فاکتورهای مدل RUSLE شامل فرسایندگی باران ( R )، فرسایش پذیری خاک ( K )، توپوگرافی ( LS )، پوشش گیاهی ( C ) و عملیات حفاظتی ( P ) به ترتیب از داده های بارندگی منطقه، نقشه خاک، مدل رقومی ارتفاع و تکنیک های سنجش از دور محاسبه شده اند. براساس مدل ICONA درابتدا از هم پوشانی دو لایه شیب و سنگ شناسی، نقشه فرسایش پذیری خاک به دست آمد. سپس برای تهیه نقشه حفاظت خاک، لایه های شاخص پوشش گیاهی و کاربری اراضی منطقه همپوشانی شدند و در مرحله آخر با استفاده از لایه های فرسایش پذیری و حفاظت خاک، نقشه پهنه بندی فرسایش با این مدل نیز تهیه گردید. برای ارزیابی دقت این مدل ها از شاخص های آماری و روش BLM که تمامی عوامل آن طی مشاهدات میدانی به دست آمد، استفاده شده است. برای این منظور، یک نقشه با 2500 نقطه به صورت شبکه بندی منظم جهت نمونه برداری از نقشه های حاصل از مدل ها تهیه گردید و بر این اساس آماره های RMSE   (جذر میانگین مربعات خطا)،   MAE (میانگین خطای مطلق)، MSE (میانگین مربعات خطا) و NSEC (ضریب کارایی ناش و ساتکلیف) محاسبه شد. نتایج شاخص های آماری مذکور و خطاهای مدل ها نشان می دهند که مدل های مذکور در حوضه بلده کفایت بالایی ندارند، اما کارایی و میزان تطابق طبقات فرسایش مدل ICONA با خروجی BLM به عنوان نقشه مرجع اندکی بیشتر است، چرا که مقدار RMSE ، MAE و MSE آن کمتر و NSEC آن به عدد یک نزدیک تر است.

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.

فرسایش یک پدیده ی طبیعی ناشی از حذف ذرات خاک توسط آب و یا باد و انتقال آنها به مناطق دیگر است و عوامل مختلف طبیعی و انسانی آن را تشدید می کند. از آنجایی که خاک یکی از مهم ترین منابع طبیعی هر کشور می باشد، فرایند فرسایش سبب تنزل خاک شده و خسارات جبران ناپذیری را بر جای می گذارد. تمرکز اصلی این تحقیق برآورد میزان فرسایش در حوضه ی آبریز نورآباد ممسنی واقع در شمال غرب استان فارس با استفاده از مدل (RUSLE) است. بررسی نقشه ی فاکتور فرسایندگی باران در سطح حوضه نشان داد که مقادیر این فاکتور از 11 تا 31 متغیر است. مقادیر فرسایندگی از قسمت های مرکزی حوضه تا نیمه ی شمالی روند کاهشی داشته و در قسمت های جنوبی که ارتفاعات و بارش بیشتر است، فرسایندگی افزایش یافته است. میزان فرسایش پذیری خاک حوضه از 25/0 تا 48/0متغیر بوده است. نتیجه ی حاصل از بررسی فاکتور پوشش گیاهی نشان داد که مقادیر این فاکتور از 7/0 تا 35/1 متغیر است بخش عمده ای از نقش عوامل مخرب بر فرسایش آبی خاک، در اراضی دیم و مرتعی مربوط به عوامل انسانی می باشد .بررسی نقشه ی خطر فرسایش خاک که از ترکیب لایه های فرسایندگی، فرسایش پذیری خاک،توپوگرافی و پوشش گیاهی تولید گردید، نشان داد که میزان خطر فرسایش خاک در سطح حوضه بر حسب تن در هکتار در سال از 8 تا 75 متغیر است. م طابق نقشه ی خطر ف رسایش خاک تهیه شده، مناطق با خطر فرسایش تا زیاد، در بخش های جنوبی به علت ارتفاعات بیشتر، شیب تند و لیتولوژی مستعد، شدیدتر است. علاوه بر این، تحلیل رگرسیون از لایه های مختلف نشان داد که عامل طول شیب (LS) نقش بیشتری در فرسایش نسبت به بقیه عوامل دارد.