تعیین بهترین شاخص فرسایندگی باران در استان فارس و پهنه‌بندی آن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشگاه اردکان

2 استادیار دانشگاه اردکان

3 استادیار دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان

چکیده

امروزه فرسایش آبی به‌عنوان یکی از مسائل مهم در کشاورزی و آبخیزداری مطرح است و محققان با انجام تحقیقات مختلف به دنبال راهکارهایی برای به حداقل رساندن آن هستند. شاخص فرسایندگی باران مهم‌ترین عامل تأثیرگذار بر فرسایش خاک بوده و تابعی از خصوصیات فیزیکی باران می‌باشد. جهت کمّی کردن عامل فرسایندگی باران شاخص‌های مختلفی توسعه داده ‌شده‌اند که انتخاب شاخص مناسب با توجه به شرایط اکولوژیکی منطقه حائز اهمیت است. تحقیق حاضر به‌ منظور تخمین ضریب فرسایندگی باران بر اساس بررسی ارتباط بین شاخص­های مبتنی بر مقدار و عامل فرسایندگی معرفی‌شده توسط ویشمایر واسمیت (EI30) و پهنه‌بندی ضریب فرسایندگی باران با روش­های مختلف قطعی و زمین آمار در استان فارس انجام‌شده است. بررسی روابط رگرسیونی بین عوامل ذکرشده، نشان داد که شاخص فورنیه با ضریب تبیین 80/0، همبستگی بالایی با ضریب فرسایندگی (R) دارد. در نتیجه بر اساس معادله حاصل شده، R  هر ایستگاه محاسبه شد. در نهایت روش تابع پایه شعاعی با مدل نواری کاملاً منظم بر اساس جذر میانگین مربعات خطا پایین­تر و ضریب تبیین بالاتر نسبت به روش‌های دیگر انتخاب شد.براساس نقشه ضریب فرسایندگی باران بیشترین میزان فرسایندگی در قسمت شمال استان و کمترین مقدارآن در ناحیه‌ی شرق و شمال شرق می‌باشد. همچنین 44 درصد استان دارای فرسایندگی متوسط و 10 درصد در معرض فرسایش زیاد می­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of the Best Rainfall Erosivity Index in Fars Province and its Zoning

نویسندگان [English]

  • Soheila Zare 1
  • Somayeh Soltani Gerdfaramarzi 2
  • Mehdi Tazeh 3
چکیده [English]

The water erosion is as one of the important issues in agriculture and watershed management. researchers, through different studies are looking for ways to minimize it. Rainfall erosivity index is the most important  factors affecting on soil erosion and is a function of the rain physical properties. Various index have been developed to quantify the rainfall erosivity factors. The choice of appropriate indicators is important due to ecological conditions. This study has been carried out in Fars province to estimate rainfall erosivity index according to the relationship between quantity-based indicators of erosion and erosivity factor introduced by Whichmeier and Smith, (EI30) and to zone by using different geo statistics and deterministic methods. Investigation of the regression relations showed that Fournier index was as a suitable indicator for the province with r=0.80. In the next step, erosivity factor (R) was calculated for stations without rain recorder. Finally, the method of radial basis function (RBF) with tapes thin due to higher r value and lower RMSE and MAE was chosen as the best interpolation method. According to the temporal and spatial distribution erosivity factor in Fars province, the maximum amount of erosivity factor was observed in north and the lowest was in east and north east of province. Also, 44% of province area has medium erosion and 10% is subjected to high erosion.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water erosion
  • Rainfall erosivity
  • Fournier
  • Mapping
  • Geo statistics

اسلامی،حسین؛ علی‌لاجقه؛ شهرام خلیقی سیگارودی؛ حسن احمدی؛شمس‌الله ایوبی(1393). بررسی تغییرات مکانی برخی شاخص‌های فرسایندگی باران با استفاده از زمین‌آمار در استان خوزستان،مرتع و آبخیزداری،دوره 67. شماره 3.صفحات 406-393.

حکیم‌خانی، شاهرخ؛ محمدحسین مهدیان؛ محمود عرب‌خدری (1386). تهیه‌ نقشه فرسایندگی باران برای حوضه دریاچه نمک، نشریه دانشکده منابع طبیعی. دوره 60. شماره 3. صفحات 726-713.

حکیم‌خانی، شاهرخ؛ ایرج حکیم‌خانی (1388). تهیه نقشه فرسایندگی باران برای استان لرستان، مجله پژوهش‌های آبخیزداری. شماره 89. صفحات 72-62.

خرسندی، نازیلا؛ محمدحسین مهدیان؛ ابراهیم پذیرا و داوود نیک‌نامی (1392). تعیین شاخص مناسب فرسایندگی باران در دو اقلیم نیمه‌خشک و خیلی مرطوب حوزه آبخیز خزر، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. علوم آب و خاک. جلد 15. شماره 56. صفحات 126-117.

شعبانی، محمد (1390). ارزیابی روش‌های زمین‌آمار در تهیه نقشه فرسایندگی باران در استان فارس. مجله مهندسی و مدیریت آبخیز، دوره 3، شماره 3. صفحات 176-168.

شعبانی، افشین؛ حمیدرضا متین فر؛ صالح آرخی؛ سعید رحیمی‌هرآبادی (1390). مدلینگ فاکتور فرسایندگی باران با استفاده از روش زمین‌آمار (مطالعه موردی: سد ایلام)، مجله کاربرد سنجش‌ از دور و GIS در علوم منابع طبیعی، دوره 2. شماره 2. صفحات 67-55.

علیزاده، امین (1365). فرسایش و حفاظت خاک (ترجمه)، انتشارات آستان قدی رضوی.

غلامی، حمید؛ حسن فتحی­زاد؛ عطا صفری؛ مهدی بی‌نیاز (1394). برآورد فاکتور فرسایندگی باران با استفاده از الگوریت­های زمین آمار (مطالعه موردی: استان ایلام)، مجله پژوهش­های فرسایش محیطی.  دوره 20. شماره 4. صفحات 16-1.

کاویان، عطاءالله؛ زینب جعفریان؛ افشین جهانشاهی؛ محمد گلشن (1395). نقشه­بندی فرسایندگی باران در استان کرمان با روش­های زمین‌آماری،پژوهش‌های جغرافیای طبیعی. دوره‌ی 48. شماره‌ی 1. صفحات : 68-51.

موسوی‌کیاسری، الهه؛ داوود نیک‌نامی؛ محمدحسین مهدیان؛ ابراهیم پذیرا (1392). تعیین شاخص مناسب فرسایندگی باران با استفاده از کرت‌های فرسایش خاک در استان سمنان، نشریه پژوهش‌های حفاظت آب ‌و خاک. دوره 20. شماره 5. صفحات 39-21.

نیک‌نامی،داوود (1391). بررسی و تعیین مناسب‌ترین شاخص فرسایندگی باران در مناطق مختلف ایران (تهران)، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری.

نیک‌نامی، داوود؛ محمدحسین مهدیان (1393). تهیه نقشه شاخص مناسب فرسایندگی باران کشور، نشریه علمی پژوهشی مهندسی مدیریت آبخیز. دوره 6. شماره 4. صفحات 376-364.

Arnoldus, H. M. J (1977). Methodology used to determine the maximum potential average annual soils loss due to sheet and rill erosion in Morocco. FAO Soils Bulletin 34. PP: 39-51.

Abdul-Rahman, A. and Pilouk, M (2008). Spatial Data Modelling for 3D GIS. USA, Springer.

Hudson, N(1995).Soil conservation,3rd Edition. Iowa state university Press .391P.

Irvem, A. Topaloglu, F. and Uygur, V (2007). Estimating spatial distribution of soil over Seyhan Rivre Basin in Turky. Journal of Hydrology. 336: 30-37.

Kouli, M. Soupios, P. and Vallianatos, F (2009). Soil erosion prediction using the RUSLE in a GIS framework. Chania, Northwestern Crete. Greece. Journal of Environment Geology.57: 483-497.

Lal, R (1994). Soil erosion research methods. CRC Press.

Lee, J. H. and Heo, J. H (2011). Evalution of estimation methods for rainfall erosivity based on annual precipitation in Korea. Journal of hydrology. 7(31): 30-48.

Meusburger, K. and Alwell, C (2008). Impacts of anthropogenic and environmental factors on the occurrence of shallow Iandslids in an alpine catchment (Urseren Valley, Switzerland), Natural Hazards and Earth System Science, 8(3): 509-520.

Mousavi Kiassari, E. Nikkami, D. Mahdian, M.H. and Pazira, E (2012). Investigating rainfall erosivity indices in arid and semi-arid climates of Iran. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 36(3): 365-378.

Panagos, P. Ballabio, C. and Borrelli, P (2015). Rainfall erosivity in Europe. Journal Science of the Total Environment. 1(8): 801-814.

Renard, K.G. and Foster, J (1997). Predicting soil erosion by water: a guide to conservation planning with the revised universal soil loss equation (RUSLE). Agriculture Hand book No.703.

Silva, A. M (2004). Rainfall erosivity map for Brazil. Catena 57: 251-259.

Zisheng, Y. Longfei, Y. and Bosheny, Z (2010). Soil erosion and its basic characteristics at karst rocky decertified land consolidation area: A case study at Muzhu Village of Xichou County in Southeast Yunnan, China. Journal of Mountain Science, 7: 55-72.