مقایسه مدل‌های RUSLE و EPM در برآورد فرسایش و تولید رسوب با استفاده از GIS (مطالعۀ موردی: حوضه چم‌گردلان استان ایلام)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه جغرافیا و سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی، دانشکدۀ علوم انسانی دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مخاطرات محیطی، دانشکدۀ علوم انسانی دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

چکیده

ارزیابی کیفی و کمی فرسایش با استفاده از مدل­های تجربی 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. پژوهش حاضر به‌منظور مقایسه دو مدل EPM و RUSLE در برآورد فرسایش و رسوب در حوضه چم­گردلان استان ایلام انجام شده است. در این راستا، از عوامل مؤثر بر فرسایش شامل فرسایندگی باران، فرسایش­پذیری خاک، توپوگرافی، پوشش گیاهی و عملیات حفاظت خاک و همچنین ضرایب فرسایش مشاهده­ای، حساسیت سنگ و خاک به فرسایش، استفاده از زمین یا کاربری زمین، شیب متوسط زمین به درصد مورد استفاده در مدل­های یاد شده استفاده شده و درنهایت مقدار فرسایش و رسوب تولید شده با توجه به مدل­های ارائه شده محاسبه و با مقدار مشاهده شده در ایستگاه رسوب­سنجی حوضه چم­گردلان مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می­دهد میزان رسوب برآوردی مدل RUSLE، 37/16 تن در هکتار در سال و در روش EPM، 49/21 تن در هکتار در سال برآورد گردید که با توجه به نزدیک‌تر بودن مقدار برآوردی RUSLE به مقدار رسوب مشاهده­ای 58/16 تن در هکتار در سال، کارایی مدل RUSLE در برآورد رسوب منطقه موردمطالعه بیش­تر است. درنهایت توصیه می­شود، برای فازهای اولیه مطالعات توجیهی، اجمالی و شناسایی از مدل EPM و برای مطالعات تفصیلی و دقیق­تر برآورد فرسایش و رسوب حوضه از روش RUSLE بهره گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  • Abedini, M., Shabrang, S., & Esmaeli, A. (2014). Review on Soil Erosion and Sedimentation in Meshkin Chai Catchment Area by EPM Method. Geography and Development, 11(30), 87-100. [In Persian] https://doi.org/22111/gdij.2014.245
  • Amiri, F., Arzani, H., Farahpour, M., Chaeichi, M.R., & Khajeh Aldin, S.J.A.D. (2009). Efficiency of Mpsiac and EPM Models for Assessment Soil Erosion in Range Suitability. Rangeland, 3(1), 138-154. [In Persian] https://sid.ir/paper/136360/en
  • Ansari Lari, A., & Ansari, M. (2017). Evaluation of soil erosion risk and sedimentation potential by using EPM model in Gabric basin- SE Hormozgan- Iran. Journal of Natural Environmental Hazards, 6(11), 1-14. [In Persian] https://doi.org/10.22111/jneh.2017.2965
  • Asgari, S.A., Servati, M.R., & Jafari, M.R. (2008). Estimating the ُOil Erosion and Production of Sediment in the Basin of the Ilam Dam by using MPSIAC Model. Physical Geography Research, 40(64), 29-35. [In Persian] https://www.sid.ir/paper/5427/en
  • Azami, A. (2001). Comparison of Various Methods for Estimating Sediment Yield in Ilam Dam Watershed. (published M.sc. thesis). Gorgan University. (in persian).
  • Azimi Sardari, M.R., Bazrafshan, O.A., Panagupulus, T., & Rafiei Sardoei, E. (2019). Current and Future Assessment of Soil Erosion in the Catchment Area of Esteghlal Dam in Minab Using RUSLE-3D Model and Climate Change Scenarios. Desert Management, 7 (14), 132-119. [In Persian].

https://doi.org/10.22034/jdmal.2020.38480     .       

  • Bahrawi, A.J., Elhag, M., Aldhebiani, A.Y., Galal, H.K., Hegazy, A.K., & Alghailani, E. (2016). Soil Erosion Estimation Using Remote Sensing Techniques in Wadi Yalamlam Basin, Saudi Arabia. Advances in Materials Science and Engineering. https://doi.org/10.1155/2016/9585962.
  • Bartsch, K.P., Van Miegroet, H., Boettinger, J., & Dobrwolski, J.P. (2002). Using Empirical Erosion Models and GIS to Determine Erosion Risk at Camp Williams. Journal of Soil and Water Conservation, 57(1), 29-37. https://www.jswconline.org/content/57/1/29/tab-references.
  • Benkobi, L., Trlica, M.J., & Smith, J.L. (1994). Evaluation of a Refined Surface Cover Subfactor for Use in RUSLE. Journal of  Range Manage 47(1),74–78.                                          https://doi.org/2307/4002845
  • Biesemans, , Meirvenne, M.V., & Gabriels, D. (2000). Extending the RUSLE with the Monte Carlo Error Propagation Technique to Predict Long-Term Average Off-Site Sediment Accumulation. Journal of Soil and Water Conservation, 55(1), 35–42. https://www.jswconline.org/content/55/1/35
  • Bagio, á., Bertol, I., Wolschick, N.H., Schneiders, D., & Aparecida, M. (2017). Water Erosion in Different Slope Lengths on Bare Soil. Revista Brasileira de Ciência do Solo.

             DOI: 10.1590/18069657rbcs20160132

  • Boggs, G., Devonport, C., Evans, K., & Puig, P. (2001). GIS-Based Rapid Assessment of Erosion Risk in a Small Catchment in the Wet/Dry Tropics of Australia. Land Degradation and Development, 12(5), 417–434. https://doi.org/10.1002/ldr.457
  • Boyce, R. C. (1975). Sediment Routing with Sediment Delivery Ratios. In: Present and Prospective Technology for Predicting Sediment Yields and Sources, US Dept. Agric. Publ. ARS-S-40, 61-65.
  • Deore, S.J. (2006). Prioritization of Micro-watersheds of Upper Bhama Basin on
    the Basis of Soil Erosion Risk Using Remote Sensing and GIS Technology
    .
    (published doctoral. dissertation). University of Pune, Department of Geography.
  • Elirehema, Y. (2001). Soil Water Erosion Modeling in Selected Watersheds in Southern Spain. IFA, ITC, Enschede. https://doi.org/10.1002/ldr.457
  • Ferro, V., Giordano, G., & Lovino, M. (1991). Isoerosivity and Erosion Risk Map for Sicily. Hydrological Science Journal, 36(6),549–564. https://doi.org/10.1080/02626669109492543.   
  • Gavrilovic, Z. (1988, May). The Use of an Empirical Method (Erosion Potential Method) for Calculating Sediment Production and Transportation in Unstudied or Torrential streams. Paper presented at the International Conference of River Regime, Wallingford. https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=1840329.
  • Haan, C.T., Barfield, B.J., & Hayes, J.C. (1994). Design Hydrology and Sedimentology for Small Catchments. San Diego, Academic Press. https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=1687737
  • Khodabakhsh,, Mohammadi, A., Rafie, B., & Bozorg Zadeh, I. (2010). Comparison of erosion and sediment yield estimation in Sezar sub-basin (Dez drainage basin) by MPSIAC and EPM empirical methods, using GIS. Iranian Journal of Geology, 3(12), 51-61. [In Persian] https://www.magiran.com/p886221
  • Lal, R. (1990). Soil Erosion in the Tropics: Principles and Management. New York, McGraw-Hill. https://www.scirp.org/reference/referencespapers?referenceid=2193850
  • - Lin, C.Y. (1997). A Study on the Width and Placement of Vegetated Buffer Strips in a Mudstone-Distributed Watershed. Journal of China. Soil Water Conserve, 29 (3), 250-266 [In Chinese with English abstract].
  • McCool, D.K., Brown, L.C., & Foster, R. (1987). Revised Slope Steepness Factor for the Universal Soil Loss Equation. Transactions of  American Society of Agricultural Engineers,  30, 1387–1396. https://doi.org/10.13031/2013.30576.
  • Miguel, P.A., Samuel-Rosa, R., Simao Dennis Dalmolin, F., Arajo Pedron, J., & 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.
  • Milevski, I. (2008, July). Estimation of Soil Erosion Risk in the Upper Part of Bregalnica Watershed-Republic of Macedonia, Based on Digital Elevation Model and Satellite Imagery. Paper presented at the 5th International Conference on Geographic Information Systems (ICGIS-)(Turkey), Istanbul,( pp.351-358). 

             https://www.researchgate.net/publication/265012436

-          Rezaee, P., Faridi, P., Ghorbani, M., & Kazemi, M. (2018).  Estimation of Soil Erosion Using the RUSLE Model and Identification of its Most Effective Factor in the Gabrik Watershed-South-Eastern Hormozgan Province Quantitative Geomorphological Research, 3(1), 97-113.  [In Persian] https://dorl.net/dor/20.1001.1.22519424.1393.3.1.7.3

  • Sadog, H., Hoseinzadeh, M.M., & Azadi, F. (2015). Determining the Erosion in Kahman Drainage Basin Using EPM, BLM and Fargas Models. Hydrogeomorphology, 2(2), 137-154. [In Persian] https://dorl.net/dor/20.1001.1.23833254.1394.2.2.8.7
  • Shahbazi, K. (1999). Estimation of Erosion and Sediment by Qualitative Geomorphology (Homogenous Units) and EPM Methods and Comparing them with Outlet Sediment Data in Ilam Dam Basin. (published MS.c thesis). Tarbiat Modarres University, School of Natural Resources. [In Persian].

-          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.

https://doi.org/10.1007/s00254-007-1183-y

CAPTCHA Image