نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه آبخیزداری، دانشگاه محقق اردبیلی

2 کارشناس ارشد، گروه آبخیزداری، دانشگاه محقق اردبیلی

3 دانشیار، گروه علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

برآورد میزان فرسایش و رسوب در حوضه‌های آبخیز بدون آمار رسوب یکی از مسائل اساسی بوده و استفاده از روش‌های تجربی را لازم می‌نماید تا داده‌های حاصل بتواند مبنایی برای برنامه‌‌ریزی‌های مدیریتی واقع گردد. هدف از این پژوهش، کاربرد مدل اصلاح شده پسیاک (MPSIAC) و مدل توسعه‌‌یافته آن در حوضه آبخیز سعدل به مساحت 2663 هکتار با توجه به معیارهای لحاظ شده در این مدل و نیز استفاده از مدل بارش-رواناب WMS جهت کاهش خطا و افزایش دقت نسبی در تجزیه و تحلیل مدل می‌باشد. حوضه سعدل به‌دلیل اختلاف ارتفاع زیاد و تغییرات ناگهانی شیب دارای خصوصیات هیدرولوژیکی و ژئومورفولوژیکی خاص می‌باشد لذا برآورد مقدار رسوب و کمی‌سازی آن بر اساس روابط تجربی جهت طرح‌های حفاظت آب و خاک ضروری می‌نماید. به‌منظور تعیین تغییرات مکانی بارش حداکثر روزانه از آمار 11 ایستگاه باران‌سنجی استفاده شد. به‌منظور برآورد بارش در دوره‌‌های بازگشت مختلف از نرم‌‌افزار Easy fit و روش‌های مختلف درون‌یابی استفاده شد. برآورد حداکثر دبی سیلاب، حجم و دبی ویژه توسط مدل بارش- رواناب WMS انجام شد. بررسی پوشش گیاهی منطقه از طریق سنجش از دور (ERDAS) و با شاخص NDVI محاسبه شد. نتایج تجزیه و تحلیل آماری مدل MPSIAC نشان داد که فرسایش خاک و تولید رسوب رابطة مستقیم با نوع خاک و متوسط شیب حوضه دارد همچنین بررسی روابط همبستگی بین عوامل مدل توسعه‌‌ای نشان داد که متوسط شیب حوضه و عامل رواناب بیشترین تأثیر را بر روی افزایش تولید رسوب در منطقه دارد. بیشترین مقدار رسوب تولیدی در زیرحوضه Q1 در هر دو مدل برآوردی (1599 تن در مدل MPSIAC و 1232 تن در مدل توسعه‌‌ای) و کمترین میزان رسوب کل در هر دو مدل مربوط به زیرحوضه E به‌دست آمد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Assessment the Soil Erosion and Sediment Yield with Using of Rainfall-Runoff WMS model (Case Study: Sadal Watershed-West Azerbaijan Province)

نویسندگان [English]

  • Abazar Esmali 1
  • Yadollag Mirzaei 2
  • Agil Madadi 3

1 Associate Professor, Department of Agriculture and Natural Science, University of Mohaghegh Ardabili

2 MSc, Watershed Management, Department of Agriculture and Natural Science, University of Mohaghegh Ardabili

3 Associate Professor, Department of Human Science, University of Mohaghegh Ardabili

چکیده [English]

Characteristics of basins and their erosion and sedimentation are of great importance in the studies of water resources. Moreover, soil erosion is a problem that causes great damage to the economy of the country every year and reduces or kills soil fertility. Lack of information on soil erosion studies is the most important problem in these basins. Therefore in order to study the corrosion portraying the Sadal watershed erosion using and identify sensitive watersheds MPSIAC models and development effort to review and assess erosion and sedimentation in this area. The results showed that the sensitivity of the nine factors in the model MPSIAC both soil and slope erosion and deposition zone in resonance parameter are effective. The most critical factor in exacerbating erosion on a development model, so that the average increase in steep slope areas are areas of erosion and sediment yield increases. Review erosion and sediment production in both models suggests that the area with the highest erosion and sediment Q1 and its associated sub-basin D is minimal. The minimum difference between the estimated amount of erosion and sedimentation in the basin B (19.23%) and most of the area between Q1 (28/48%) respectively. MPSIAC can estimate the erosion model development. Differences in erosion and sedimentation in sub D has the lowest amount is about 28% In general, estimates of erosion and sediment production in the Sadal watershed model MPSIAC middle class and low class is extensibility. Studies show that much of the West (H) to the East (exit) to move on erosion due to uncontrolled exploitation and overgrazing of pasture and mines as well as industrial and population growth will increase. On the other hand, the scope of the output (Q1) is added to the average value of the slope and the influence of soil type affect the amount of runoff and erosion and consequently increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • MPSIAC
  • EasyFit
  • 24 hours precipitation
  • Geostatistics
  • Sadal watershed

اسحق‌نیموری محمدعلی؛ حبیب‌نژاد محمود؛ کاویان عطااله؛ شاهدی کاکا (1391). برآورد سیلاب با استفاده از مدل هیدرولوژیکی WMS و ارائه راهکارهای مدیریتی مناسب با آن (مطالعه موردی؛ حوضه آبخیز چالوس).‎ اکوسیستم‌های طبیعی ایران، شماره دوم، صص 118-101.

اسمعلی اباذر؛ عبداللهی خدایار (1389). آبخیزداری و حفاظت خاک. انتشارات دانشگاه محقق اردبیلی، ص 77.

اسمعلی اباذر؛ احمدی حسن؛ فیض­نیا سادات؛ قدوسی جمال (1386). مدلسازی فرسایش و تولید رسوب و تهیه نقشه خطر فرسایش آبی (مطالعه موردی: حوضه آبخیز بالغلی چای، اردبیل) چهارمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران- مدیریت حوضه­ی آبخیز، کرج، 2-1، اسفند دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران.

آرخی صالح؛ نظری رحیم (۱۳۸۷). پهنه­بندی شدت فرسایش و تولید رسوب با استفاده از مدل MPSIAC اصلاح شده در محیط GIS مطالعه حوضه­ی آبخیز ایلام. مجله­ی پژوهش آب ایران. شماره سوم، صص ۷۷-۸۱.

تابش‌مقدم محمد‌تقی؛ لله­گانی بختیار (1393). بررسی تناسب مدل‌های MPSIAC, EPM در برآورد فرسایش و رسوب در سامانه اطلاعات جغرافیایی مطالعه موردی حوضه زاخرد استان فارس. اولین همایش ملی توسعه پایدار منابع طبیعی تجدید شونده. 24 مهرماه، همدان.

جهانشاهی افشین؛ نهتانی محمد؛ آبکار علیجان (1393). ارزیابی کارآیی مدل‌های EPM،PSIAC و MPSIAC در برآورد فرسایش و رسوب در اقلیم نیمه خشک. اولین همایش ملی مدیریت پایدار منابع خاک و محیط زیست. 19 و 20 شهریور، دانشگاه باهنر کرمان.

حمیدی ابوالحسن؛ اعلمی محمد‌تقی (1393). بررسی نتایج برآورد فرسایش و رسوب با استفاده از مدل MPSIAC در محیط GIS مطالعه موردی: حوضه آبریز سد سیلوه. دومین همایش ملی کشاورزی و منابع طبیعی پایدار. 21 مهر، موسسه آموزش عالی مهر اروند با همکاری گروه ترویجی دوستداران محیط زیست. تهران.

رستمی سجاد؛ کریمی حاجی (۱۳۸۸). مدل­سازی فرسایش خاک و تولید رسوب در حوضه­ی سد ایلام با استفاده از روش MPSIAC اصلاح شده و سامانه­ی اطلاعات جغرافیایی GIS. پنجمین همایش علوم و مهندسی آبخیزداری ایران (مدیریت پایدار بلایای طبیعی)، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

رفیعی بهروز؛ کمانی نعمت‌الله؛ خدابخش سعید؛ برزگزاده عیسی (1389). اجرا و کالیبراسیون مدل تجربی MPSIAC توسط شرایط فیزیکی حاکم بر حوضه، مطالعه موردی: حوضه آبریز رودخانه بختیاری، استان لرستان. فصلنامه زمین­شناسی ایران، سال چهارم، شماره چهاردهم، صص 63-71.

سلیمانی‌ساردو فرشاد (1393). کاربرد مدل MPSIAC در برآورد فرسایش و رسوب. دومین همایش ملی مهندسی و مدیریت کشاورزی، محیط زیست و منابع طبیعی پایدار.  20 اسفند. تهران، دانشگاه شهید بهشتی.

عابدینی موسی؛ شبرنگ شنو؛ اسمعلی اباذر (1392). بررسی میزان فرسایش خاک و رسوبدهی در حوضه­ی آبخیز مشکین­چای به روش EPM. مجله جغرافیا و توسعه، شماره سی‌ام. صص 100-87.

علی‌پور حمید؛ ملکیان آرش؛ خیرخواهزرکش میرمسعود؛ قره‌چلو سعید (1395). برآورد شدت فرسایش و رسوب حوضه‌ی آبخیز ایور با استفاده از روش تجربی MPSIAC. جغرافیا و توسعه، شماره چهل و پنجم. صص 268-243.

فلاح­پور طزنجی مرتضی (1393). تعیین شدت فرسایش و رسوب­زایی اراضی با استفاده از مدل MPSIAC و GIS، مطالعه موردی: حوضه آبخیز منشاد، استان یزد. فصلنامه بین المللی پژوهشی تحلیلی منابع آب و توسعه، سال دوم، شماره دوم، بهار.

فیض­نیا سادات (1374). مقاومت سنگ­ها در مقابل فرسایش در اقالیم مختلف ایران. مجله منابع طبیعی ایران. شماره چهل و هفتم. صص 116-95.

قضاوی رضا؛ ولی عباسعلی؛ مقامی یاسر؛ عبدی ژاله؛ شرفی سیامک (1391). مقایسه‌ی مدل‌های MPSIAC، EPM و PSIAC در برآورد فرسایش و رسوب با استفاده از GIS. مجله جغرافیا و توسعه، تابستان، شماره بیست و هفتم. صص 126-117.

گودرزی سحر؛ حقی­زاده علی (1393). مقایسه دو مدل EPM و MPSIAC در برآورد فرسایش و رسوب با استفاده از تکنیک های GIS در حوضه آبخیز دهنو- پرسانه (استان لرستان). اولین کنگره ملی الکترونیکی زیست شناسی و علوم طبیعی ایران. 20 آذر، تهران.

گودرزی سحر؛ نورمحمدی فرهاد (1393). پهنه بندی شدت فرسایش و تولید رسوب براساس مدل MPSIAC با استفاده از GIS، مطالعه موردی: حوضه کلم دره شهر استان ایلام. اولین کنگره ملی الکترونیکی زیست شناسی و علوم طبیعی ایران. 20 آذر، تهران.

محبوبی اسداله؛ پاسبانی عفت (1392). کاربرد مدل MPSIAC و GIS در برآورد میزان فرسایش: مثالی از حوضه آبریز سرغایه – سرنیش جنوب مشهد. فصلنامه رسوب­شناسی کاربردی دانشگاه بوعلی سینا. دوره اول، شماره اول، صص 99-87.

میرزائی سجاد (1392). شبیه­سازی هیدروگراف سیل و دبی سیلاب با استفاده از WMS و GIS (مطالعه موردی: حوضه آتشگاه). پایان نامه کارشناسی ارشد رشته آبخیزداری. دانشگاه محقق اردبیلی.

میرزائی یداله (1393). ارزیابی کارایی توسعه­ی مدل MPSIAC در برآورد کمّی شدت فرسایش آبی در حوضه­ی آبخیز سعدل. آذربایجان غربی. پایان نامه کارشناسی ارشد رشته آبخیزداری. دانشگاه محقق اردبیلی.

Abdullah, M. Feagin, R. Musawi, L. (2017). The use of spatial empirical models to estimate soil erosion in arid ecosystems. Environmental monitoring and assessment, volume 189(2), 78 page.

Lopez-vicente, M. Poesen, J. Navas, A. Gaspar, L. (2011). Predicting runoff and sediment connectivity and soil erosion by water for different land use scenarios in the Spanish pre-Pyrenees. Catena 01589: No of pages 12.

Ndomba, P. M. (2013). Validation of PSIAC Model for Sediment Yields Estimation in Ungauged Catchments of Tanzania. International Journal of Geosciences, volume 4(07), 1101.

Prasannakumar, V. Vijith, H. Abinod, S. Geetha, N. (2012). Estimation of soil erosion risk within a small mountainous sub-watershed in Kerala, India, using revised Universal soil loss equation (RUSEL) and geo-information technology. Geoscience Frontiers, volume 3(2), pp 209-215.

Tangestani, M. (2006). Comparison of EPM and PSIACmodels in GIS for erosion and sediment yield assessment in a semi-arid environment: Afzar Catchment, Fars Province, Iran. Journal of Asian Earth Sciences, volume 27, pp 585–597.

Sen, O. Kahya, E. (2017). Determination of flood risk: A case study in the rainiest city of Turkey. Environmental Modelling and Software, volume 93, pp 296-309.