برآورد میزان فرسایش خاک با استفاده از مدل RUSLE و داده‌های سنجش از دور در حوضۀ آبخیز سد گاوشان

آب و خاک

مقاله 5، دوره 33، شماره 6 - شماره پیاپی 68، بهمن 1398، صفحه 845-856   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v33i6.76446

نویسندگان

محمد علی محمودی^* ؛ سیده پریا نقشبندی

دانشگاه کردستان

چکیده

فرسایش خاک یک تهدید زیست­محیطی جدی است. یکی از مدل­های تجربی پرکاربرد برای تخمین فرسایش خاک معادلۀ جهانی فرسایش خاک بازنگری شده موسوم به مدل RUSLE می­باشد. هدف از انجام این پژوهش تلفیق داده­های بدست آمده از پیمایش صحرایی با داده­های سنجش از دور جهت برآورد میزان فرسایش خاک با استفاده از مدل RUSLE در حوزۀ آبخیز سد گاوشان در استان کردستان بود. مقدار عامل فرسایندگی سالیانۀ باران با استفاده از داده­های بارش ماهانۀ 11 ساله در 7 ایستگاه در اطراف حوضه محاسبه شد. سپس تغییرات مکانی آن با استفاده از کریجینگ معمولی برآورد شد. شاخص فرسایش­پذیری خاک از نقشۀ خاک، که خود با استفاده از پیمایش صحرایی و داده­های 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 داده­های سنجش از دور برآورد شد. از آنجایی که در حوضة مورد مطالعه عملیات حفاظت خاک ناچیز است، مقدار عامل حفاظت خاک در سرتاسر حوضه 1 در نظر گرفته شد. نتایج بدست آمده نشان داد که متوسط مقدار فرسایش سالیانۀ خاک در این حوضه 35/2 تن در هکتار است. با اینحال در نیمی از مناطق حوضه مقدار فرسایش سالیانه از 92/0 تن در هکتار کمتر است. نواحی با فرسایش خیلی زیاد در حدود 4 درصد از حوضه را در بر می­گیرند که عمدتاً در شیب­های زیاد در قسمت­های جنوب غربی حوضه واقع شده­اند. بر اساس نتایج بدست آمده درجۀ شیب مهمترین عامل کنترل­کنندۀ شدت فرسایش خاک در این حوضه است.

کلیدواژه‌ها

حوضۀ آبخیز سد گاوشان؛ سنجش از دور؛ فرسایش خاک؛ مدل RUSLE

مراجع

1- Anderson G.L., Hanson J.D., and Hass R.H. 1993. Evaluating landsat thematic mapper derived vegetation indices for estimating above-ground biomass on semiarid rangelands. Remote Sensing of the Environment 45(2): 165-175.

2- Arnoldus H.M.J. 1977. Methodology Used to Determine the Maximum Potential Average Annual Soil Loss due to Sheet and Rill Erosion in Morocco. FAO Soils Bulletin 34: 39-51.

3- Blake G.R., and Hartge K.H. 1986. Particle density. P.377-381. In A. Klute (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 2. 2nd ed. Agron. Monogr. 9. ASA and SSSA, Madison, WI.

4- Brown L.C., and Foster G.R. 1987. Storm erosivity using idealized intensity distributions. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers 30: 379–386.

5- Burgess T.M., and Webster R. 1980. Optimal interpolation and isarithmic mapping of soil properties: the semivariogram and punctual kriging. Soil Science 31: 315–331.

6- Burrough P.A. 1986. Principles of Geographical Information Systems for Land Resources Assessment. Oxford University Press, New York.

7- Fernandez C., Wu J., McCool D., and Stoeckle C. 2003. Estimating water erosion and sediment yield with GIS, RUSLE, and SEDD. Journal of Soil and Water Conservation 58: 128–136.

8- Ganasri B.P., and Ramesh H. 2016. Assessment of soil erosion by RUSLE model using remote sensing and GIS - A case study of Nethravathi Basin. Geoscience Frontiers 7: 953-961.

9- Gee G.W., and Bauder J.W. 1986. Particle size analysis. P.383-409. In A. Klute (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 2. 2nd ed. Agron. Monogr. 9. ASA and SSSA, Madison, WI.

10- Hurni H. 1985. Soil Conservation Manual for Ethiopia: A Field Manual for Conservation Implementation. Soil Conservation Research Project, Addis Ababa.

11- Irvem A., Topaloglu F., and Uygur V. 2007. Estimating spatial distribution of soil loss over Seyhan river basin in Turkey. Journal of Hydrolgy 336(1): 30–37.

12- Jain M.K., and Das D. 2010. Estimation of sediment yield and areas of soil erosion and deposition for watershed prioritization using GIS and remote sensing. Water Resources Management 24(10): 2091-2112.

13- Klute A., and Dirksen C. 1986. Hydraulic conductivity and diffusivity: Laboratory methods. P.687-734. In A. Klute (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 2. 2nd ed. Agron. Monogr. 9. ASA and SSSA, Madison, WI.

14- Li L., Wang Y., and Liu C. 2014. Effects of land use changes on soil erosion in a fast developing area. International Journal of Environmental Science and Technology 11(6): 1549–1562.

15- Liao K., Xu S., Wu J., and Zhu Q. 2013. Spatial estimation of surface soil texture using remote sensing data. Soil Science and Plant Nutrition 59(4): 488-500.

16- Mahmoodi M.A., Momeni S., and Davari M. 2018. Application of support vector machines for land use and land cover classification from Landsat ETM imagery. Journal of Water and Soil. Under publishing. (In Persian with English abstract)

17- McBratney A.B., and Webster R. 1986. Choosing functions for semi-variograms of soil properties and fitting them to sampling estimates. Journal of Soil Science 37: 617–639.

18- Nearing M.A., Foster G.R., and Lane L.J. 1989. A process-based soil erosion model for USDA water erosion prediction project technology. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers 32(5): 1587-1593.

19- Neitsch S.L., Arnold J.G., Kiniry J.R., and Williams J.R. 2011. Soil and Water Assessment Tool, Theoretical Documentation, Version 2009. Texas Water Resources Institute.

20- Panagos P., Ballabio C., Borrelli P., Meusburger K., Klikc A., Rousseva S., Tadić M.P., Michaelides S., Hrabalikova M., Olsen P., Aalto J., Lakatos M., Rymszewicz A., Dumitrescu A., Begueria S., Alewell C. 2015. Rainfall erosivity in Europe. Science of the Total Environment 511: 801–814.

21- Ram B., Dhyani B.L., and Kumar N. 2004. Assessment of erodibility status and refined iso-erodent map of India. Indian Journal of Soil Conservation 32(2): 171–177.

22- Refahi H.Gh. 2015. Water Erosion and Conservation. University of Tehran Press, Tehran.

23- Renard K.G., and Freimund J.R. 1994. Using monthly precipitation data to estimate the R-factor in the revised USLE. Journal of Hydrology 157: 287-306.

24- Rhoades J.D., and Oster J.D. 1986. Solute Content. P.985-1006. In A. Klute (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 2. 2nd ed. Agron. Monogr. 9. ASA and SSSA, Madison, WI.

25- Schmidt J. 1990. A mathematical model to simulate rainfall erosion. Catena Supplement 19: 101–109.

26- van der Knijff J.M., Jones R.J.A., and Montanarella L. 2000. Soil Erosion Risk Assessment in Europe. European Soil Bureau.

27- Walkley A., and Black I.A. 1934. An examination of the degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science 37: 29–38.

28- Wischmeier W.H., and Smith D.D. 1978. Predicting Rainfall Erosion Losses: A Guide to Conservation Planning. Science and Education Administration, USDA.

29- Zhou F.J., Chen M.H., Lin F.X., Huang Y.H., and Lu C.L. 1995. The rainfall erosivity index in Fujian Province. Journal of Soil and Water Conservation 9(1): 13–18.