برآورد شدت فرسایش و رسوب حوزه‌ی‌ آبخیز ایور با استفاده از روش تجربی MPSIAC

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد بجنورد، دانشگاه آزاد اسلامی، بجنورد

2 استادیار دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج

3 استادیار پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران

4 عضو هیأت علمی دانشگاه سمنان

چکیده

فرسایش و رسوب‌زایی یکی از مشکلات مهم در مدیریت حوزه‌های آبخیز کشور می‌باشد. فرسایش و پیامدهای ناشی از آن، با تشدید بهره برداری انسان از طبیعت از اوائل قرن بیستم، آثار منفی خود را بر اکوسیستم حیاتی وارد ساخته است. مطالعات فرسایش خاک به علت پیامد‌های نامطلوب زیست محیطی و اقتصادی، شور شدن تدریجی اراضی، از بین رفتن پوشش گیاهی، کاهش حاصلخیزی خاک، افزایش فرسایش و رسوب‌گذاری، آلودگی شیمیایی خاک و آثار سوء بر مدیریت پایدار اراضی، اهمیّت قابل توجهی پیدا کرده است. جهت برآورد میزان فرسایش و رسوب در زیرحوزه‌ها و حوزه‌ی آبخیز ایور استان خراسان شمالی از مدل MPSIAC  بر اساس نه فاکتور زمین‌شناسی، خاک،آب و هوا، رواناب، پستی و بلندی، پوشش زمین، استفاده از اراضی، وضعیت فرسایش سطحی و فرسایش رودخانهای و انتقال رسوب استفاده شد. بطوری که پس از مشخص شدن نقشه واحد کاری امتیازات مربوط به عوامل نه گانه مدلدر هر واحد کاری برآورد و در هر واحد کاری مقدار رسوب محاسبه گردید. سپس با میانگین وزنی از واحدهای کاری مقدار رسوب برای هر زیرحوزه و کل حوزه برآورد گردید و در نهایت با محاسبه SDRبرای حوزه و زیرحوزه‌ها مقدار فرسایش محاسبه گردید. با توجه به نتایج حاصل مقدار متوسط فرسایش در کل منطقه به میزان 01/7 تن بر هکتار بر سال و زیرحوزه‌های I′9 و I′10با داشتن حدود 14 تن فرسایش سالیانه‌ی خاک، بیشترین مقدار فرسایش را دارا می‌باشند. از میان رخساره‌های ژئومرفولوژی نیز رخساره‌های مسیل با داشتن فرسایشی معادل 32/45 تن بر هکتار اختلاف فاحشی با سایر رخساره‌ها دارد. زیرحوزه I´9و I´10با مقادیر رسوبدهی بالای 7  تن بر هکتار در سال بیشترین مقدار تولید رسوب را به خود اختصاص داده‌اند. مقدار متوسط رسوبدهی در کل منطقه به میزان 95/2 تن بر هکتار بر سال و طبقه رسوبدهی متوسط بیشترین مساحت حوزه را به خود اختصاص داده است. واحدهای زمین‌شناسی Qal (بستر رودخانه) دارای بیشترین مقدار فرسایش می‌باشد. میزان فرسایش در مناطق مرتفع و سراب حوزه به دلیل بارندگی بیشتر نسبت به نقاط خروجی و پست ترحوزه افزایش می‌یابد. با افزایش حجم رواناب خصوصاً در بخش‌های پایینی حوزه میزان فرسایش به شدت افزایش خواهد یافت. از مهمترین عوامل فرسایش و تولید رسوب در حوزه آبخیز ایور نوع تشکیلات زمین‌شناسی خصوصاً در بخش‌های خروجی حوزه می‌باشد. وجود تشکیلات حساس مارنی که در برخی مناطق بطور کامل در سطح زمین ظاهر شده­اند و در برخی نقاط نیز در محدوده‌ی فرسایش‌های آبراهه‌ای ظهور پیدا  نموده‌اند، از دلایل وجود فرسایش طبیعی در منطقه می‌باشد. در بخش‌های خروجی حوزه میزان فرسایش افزایش یافته و در طبقات زیاد و خیلی زیاد قرار می‌گیرند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimation of Erosion Intensity and Sedimentation of Ivar Watershed Using MPSIAC Empirical Methods

نویسندگان [English]

  • Hamid Alipour 1
  • Arash Malekian 2
  • Mirmasood Kheirkhah Zarkedh 3
  • Saeeed Gharachelo 4
چکیده [English]

Erosion and sedimentation is one of the major problems in the management of watersheds  of the country. Erosion and its resulting consequences, by  increasing the human utilization  of the nature from the  early times of the  twentieth century, has caused its negative effects on  the ecosystem. Studies of soil erosion has a great and considerable importance due to adverse environmental and economical consequences, gradual salinity of land, loss of vegetation cover, reduced soil fertility, increased erosion and sedimentation, chemical pollution of soil and adverse effects on the sustainable management of land. For estimating the erosion and sedimentation rate in sub watersheds and  Ivar watershed  in South Khorasan Province, ​​MPSIAC  model was used based on nine factors including geology, soil, climate, run off , ups and downs, land cover, condition of surface erosion, river erosion and sedimentation delivery. So that,  after determining the working unit plan, the  points relating to the nine factors' model in each working  unit  was estimated and also amount of sediment was calculated. Then by the  weighted average of working units , the sedimentation amount for each sub watersheds and all the  watersheds was estimated and finally  by calculating SDR for watersheds and sub watersheds, the  amount of erosion was calculated. According to the obtained results , the average erosion rate of the all area is  7.01 tons /year  and the sub watersheds of   I'10 and I'9 with about 14 ton annual soil erosion, have the  greatest amount of erosion. Among geomorphologic faces,  Masil  faces with an erosion  value of equivalent with  45.32 tones / hectare has  a great difference with other faces. Sub watersheds I'10 and I'9 with deposition values of over 7 tons / hectare  in a year have the highest amount of sediment production. The average amount of deposition in all parts of the  region is  2.95 tons /hectare  in a year  and average deposition class has the highest proportion of the  watershed area. Geology units Qal (river bed) have the highest value of erosion.  Erosion value, due to high level of  precipitation  in high areas is increased in comparison with the outlet points  and lower areas of the watershed.By increasing the runoff volume especially in the lower parts of the watershed, the erosion will increase severely. Type of the geology  formation and sediment production in Ivar watershed especially in the outlet parts are the  most important factors of erosion and sediment production . The existence of the sensitive formation  of marl, which has appeared  in all surfaces of  the land, are the reason of natural erosion in the area. In outlet areas of the watershed, erosion amount is increased and are placed in great and very great classes

کلیدواژه‌ها [English]

  • erosion
  • Sedimentation
  • MPSIAC
  • Ivar watershed

احمدی،  حسن (1378). ژئومورفولوژی کاربردی، جلد اول. انتشارات دانشگاه تهران. 354 ص

اسکندری، ذاکر؛ جواد محمدی (1380). برآورد پتانسیل فرسایش و رسوب در حوزه آبخیز چغاخور با استفاده از مدل EPM و سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی. مجموعه مقالات هفتمین‌کنگره علوم خاک ایران. دانشگاه فردوسی مشهد. 114-122ص.

تاجگردان،تکتم؛شمس‌الله ایوبی؛شعبان جویباری (1387). برآورد فرسایش و رسوب به کمک داده‌های ماهواره‌ای و سامانه اطلاعات جغرافیایی با استفاده از مدل MPSIAC (مطالعه موردی: حوزه آبخیز زیارت)، مجله پژوهش و سازندگی. شماره 79. صفحات 45-38.

جعفری، محمد؛ فریدون سرمدیان (1382). مبانی خاک‌شناسی و رده‌بندی خاک، انتشارات دانشگاه تهران. 457 ص

دهقان، جعفر؛ تکتم تاجگردان؛ شعبان جویباری (1388). برآورد فرسایش و رسوب به کمک داده‌های ماهواره‌ای و با استفاده ازمدل MPSIAC، نشریه پژوهش و سازندگی. شماره 79. صفحات 45-34

رفاهی، حسینقلی (1379). فرسایش آبی و کنترل آن. انتشارات دانشگاه تهران.230ص

شیرزادی، هیوا (1388). پتانسیل لغزش در جاده جدید سنندج- مریوان با استفاده ازAHP ، پایان‌نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تهران.

عابدینی، موسی؛ شنو شبرنگ؛ اباذر اسمعلی (1392). بررسی میزان فرسایش خاک و رسوب دهی در حوضه‌ی آبخیز مشکین‌چای به‌ر‌وش EPM، مجله جغرافیا و توسعه. شماره 30. صفحات: 100-87. 

عرب­خدری، محمود (1374). معادله جهانی اصلاح شده تلفات‌خاک،مجله پژوهش‌وسازندگی.شماره25. 27-22ص.

علیزاده،امین (1368). فرسایش و حفاظت‌خاک، انتشارات آستان قدس رضوی، 94 ص

قضاوی، رضا؛ عباسعلی ولی؛ یاسر مقامی؛ ژاله عبدی؛ سیامک‌شرفی(1391).مقایسه مدل‌های EPM، MPSIAC و PSIAC در برآورد فرسایش و رسوب با استفاده از GIS، مجله جغرافیا و توسعه. شماره 27. صفحات 126-117.

نوجوان،مهدی؛ علی‌اصغر محمدی؛ وحید غلامی (1391). تعیین شدت فرسایش با استفاده از مدل‌های fargas و BLM در حوضه ی آبخیز بندره، مجله جغرافیا و توسعه. شماره 29. صفحات 130-119.

Amiri, Kazem,H (2010). Estimate of Erosion and Sedimentation in Semi-arid Basin using Empirical Models of Erosion Potential within a Geographic Information System. Air, Soil and Water Research 2010:3-14.

Amini, S ,Rafiei, B, Khodabakhsh, S, Heydari, M (2010). Estimation of erosion and sediment yield of Ekbatan Dam drainage basin with EPM, using GIS. Iranian Journal of Earth Sciences.78-91.

Davari,  M.,  H.  Bahrami,  J.  Ghossousi  and  N.  Tahmasebipour (2006).  Using  GIS  in estimation soil erosion and sediment yield of Nojyan watershed Southeastern of Khorram Abad), Modarres Oloom Ensani 2: 103-122.

16-Feng, X. Wang, Y. Cheng, L. Fu, B. Bai, G(2010). Modeling soil erosion and response to land- use change in hilly catchments of the Chinese loess plateau, 118.

Hill J (1993). Land Degradation and Soil Erosion Hazard Mapping in Mediterranean Environment With Operational Earth Observation Satellites. Proceedings of the international symposium of Operationalization of remote sensing,9,19-23.

Lu, H.,J.Geollant Prosser,L., Moran & G. Priestly (2001). Prediction of sheet and rill erosion over the Australian continent: Incorporating monthly soil loss distribution, National Land & Water Resource. Technical Report No.31:127 Australia.

Rastgoo,S., B.  Ghahraman,  H.  Sanaiinejad,  K.Davari & S.R.Khodashenas (2006). Estimation of erosion&sediment  in Tang Kenshat watershed  using  MPSIAC & EPM models and GIS, Jour.of Agri&Natural Resources Science &Techniques1: 91-104.

Saedi, S., E. Pazira, H. Roohipoor, M. R. Neishaboori, B. Saghafian&  M. E. Sadeghzadeh (2005). Evaluation  of  process- based  soil  erosion  model,  GUEST,  or  one sample of soils of Khajeh (Tabriz) region, Jour. of Agricultural Scirnces 3:2 01-214.