جغرافیا و روابط انسانی

جغرافیا و روابط انسانی

برآورد میزان فرسایش و رسوب با استفاده از مدل‌های EPM و MPSIAC مطالعه موردی: حوضه آبخیز تاجیار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 *، استاد گروه جغرافیای طبیعی(گرایش ژئومورفولوژی)، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
2 ـ دارای مدرک دکتری ژئومورفولوژی، دانشگاه محقق اردبیلی
3 دانشجوی دکتری ژئومورفولوژی، دانشگاه محقق اردبیلی
چکیده
تحقیق حاضر با عنایت به اهمیت مسئله فرسایش خاک به خصوص در حوضه‌های کوهستانی کشور به منظور ارزیابی وضعیت فرسایش خاک در حوضه آبخیز تاجیار واقع در شمال غرب کشور صورت گرفت. در این راستا با استفاده از مدل‌های تجربی MPSIAC و EPM و با بهره‌گیری از قابلیت های سامانه اطلاعات جغرافیایی سعی گردید تا میزان فرسایش و رسوب‌دهی در حوضه مورد مطالعه برآورد گردد. داده‌های مورد استفاده شامل نقشه‌ها، تصاویر ماهواره‌ای، آمار ایستگاه‌های هواشناسی و هیدرومتری بود. نتایج به دست آمده نشان داد که تفاوت‌های قابل توجهی میان دو مدل مذکور از لحاظ مقدار فرسایش و رسوب برآوردی وجود دارد به طوری که میزان رسوب کل در مدل MPSIAC، برابر با 99342/76 تن درسال و در مدل EPM، برابر با 16089/37 تن در سال برآورد گردید و نشان داد که حوضه مورد مطالعه با اعمال روش MPSIAC در کلاس فرسایشی متوسط و با به کارگیری مدل EPM در کلاس فرسایشی کم قرار دارد. در نهایت نتایج تحقیق نشان داد که مدل MPSIAC به لحاظ دخیل کردن عوامل بیشتر و تاثیر دهی توامان عوامل از یک سو و دقت بیشتر جداول امتیاز دهی و معادلات مربوطه از سوی دیگر از کارایی بهتری نسبت به مدل EPM برخوردار می‌باشد. با این حال کالیبره کردن مدل مزبور در جهت کاهش خطاها و پیش بینی دقیق تر می‌تواند به نتایج بهتر و قابل اعتمادتری بینجامد
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Estimation of erosion and sedimentation using EPM and MPSIAC models, Case study: Tajyar watershed

نویسندگان English

Mousa Abedini 1
Mortaza Grachrlo 2
Aboozar sadeghi 3
1 Professor, Department of physical Geography, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabili, Iran
2 Phd in Geomorphology
3 Phd in Geomorphology
چکیده English

This research performed for assessment of erosion condition of the Tajyar catchment located in NW of Iran with regard to the importance of soil erosion, especially in mountainous catchments. In this way, it was tried to estimate erosion and sediment yield rates using EPM and MPSIAC models based on ability of geographic information system (GIS). Data used involved maps, satellite photos, statistic of weather and water gage stations. Results indicated that it was considerable differences between the models with point of estimated erosion and sediment yield, so that estimated total sediment yield is equal to 99342/76 ton per year in MPSIAC model and 16089/37 ton per year in EPM model, it showed that studied catchment is placed in medium erosion class using MPSIAC model and in low erosion class using EPM model. Finally, it concluded that MPSIAC model has better efficiency than EPM model because involving more factors, joining influence of factors in hand and more accuracy of pointing tables and related equations in other hand. However calibration of MPSIAC model in order reduction of errors and more accurate prediction can give more good and trusty results

کلیدواژه‌ها English

Erosion
Erosion Models
EPM
MPSIAC
Tajiyar catchment
احمدی، حسن. 1386. ژئومورفولوژی کاربردی (فرسایش آبی). دانشگاه تهران، نوبت چاپ پنجم، صص 714.
بیات، رضا؛ رفاهی، حسینقلی؛ درویش صفت، علی اصغر و سرمدیان، فریدون. 1380. بررسی کارایی مدل‌های EPM و MPSIAC در برآورد رسوب حوضه آبخیز طالقان به کمک GIS. علوم کشاورزی ایران، سال 1380، دوره 32، شماره 1، صص 203-217.
پاسبان، امیرحسام؛  عابدینی، موسی؛ فروتن، مهدی(1401). ارزیابی و تحلیل میزان تاثیر کاربری اراضی بر فرسایش خاک با استفاده از مدل تجربیRUSLE )) مطالعه موردی: حوضه آبخیز بالیخلوچای، استان اردبیل. جغرافیا و روابط انسانی، زمستان 1401 ، دوره 5 ، شماره 3 ، صص 258 – 238.
حسینقلی، رفاهی. 1394.فرسایش آبی و کنترل آن. دانشگاه تهران. صص 674.
رحمتی، فاطمه؛ رضایی مقدم، محمد حسین و نیکجو، محمد رضا (1400). بررسی تاثیر تغییرات کاربری اراضی بر فرسایش و سیل‌خیزی حوضه سقز چای قبل و بعد از احداث سد شهید کاظمی با استفاده از مدل Arc SWAT، جغرافیا و روابط انسانی، تابستان 1400، دوره 4، شماره 1، صص 144-127.
رنجبر، محسن، 1388. آبخیزداری. آییژ. صص 194.
ضیایی، حجت اله، 1389. اصول مهندسی آبخیزداری. تالیف، انتشارات دانشگاه امام رضا. صص 542.
عابدینی، موسی، پاسبان، امیرحسام و بهروز نظافت تکله(1402) ارزیابی و تهیه نقشه کاربری اراضی حوضه آبخیز نیرچای با استفاده از روش شیءگرا. جغرافیا و روابط انسانی، بهار ، دوره5 ، شماره 4 ، صص  328- 31.
عابدینی، موسی؛ ابوالفتحی، داریوش و رئیسی، مریم. 1401. پهنه‌بندی فرسایش حوضه آبریز رزن با استفاده از مدل‌های منطق فازی، EPM و BLM در محیط GIS. جغرافیا و توسعه، شماره 68، پاییز 1401،صص 69-49.
عابدینی، موسی؛ جوادی علی‌بابالو، سجاد؛ مصطفی‌زاده، رئوف و پاسبان، امیرحسام. 1401. اولویت‌بندی زیرحوزه‌های آبخیز کوزه‌توپراقی بر اساس فرسایش خاک و تولید رسوب با استفاده از پسیاک اصلاح‌شده (MPSIAC) در محیط GIS. مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، دوره 13، شماره 49، صص 39-18.
عابدینی، موسی.(1388) بررسی کمی مسائل هیدروژئومورفولوژیکی رودخانه لیکوان چای با تاکید بر فرسایش خاک و رسوبدهی(جنوب شرق اردبیل) ،.فصلنامه علمی- پژوهشی جغرافیا و توسعه.شماره(15) 88 - 71.
عابدینی، موسی.(1384)، پژوهشی در فرسایش خندقی ارتفاعات جنوب غرب دشت هادیشهر شمال غرب آذربایجان شرقی از طریق روشها و تکنیکیهای جدید ›› فصلنامه علمی- پژوهشی جغرافیا و توسعه. شماره(6). 133- 131.
عابدینی، موسی و سوسن طولابی.(1392)، مقایسه کارایی مدلهای WEPP و EPM در برآورد فرسایش خاک و میزان رسوبدهی حوضه آبخیز سولاچای، مجله انجمن ژئومورفولوژی ایران شماره (1) 79 -96.
عابدینی، موسی و سوسن طولابی.(1396)، مدلسازی فرسایش خاک و تولید رسوب با سه مدل WEPP، EPM و Fournier در محیط GIS (مطالعه موردی: حوضه آبخیز سولاچای- اردبیل) ،فصلنامه تحقیقات جغرافیایی،  شماره(125)، 105 -93.
 عابدینی، موسی و نازیلا یعقوب نژاد.(1396)، ارزیابی و پهنه­بندی خطر فرسایش خاک در حوضه آبخیز رودخانه بالیخلو (سد­یامچی) با استفاده از مدل-فازی، پژوهشهای ژئومورفولوژی کمّی، سال ششم، شماره (1). 155- 137..
عابدینی، موسی، شبرنگ، شنو، اسمعلی، اباذر .(1392)، بررسی میزان فرسایش خاک و رسوبدهی در حوضه آبخیز مشکین چای به روش EPM.  . فصلنامه جغرافیا و توسعه،  سال یازدهم، شماره (30). 100 -87.
معدنچی، پیمان؛ شاهدی، کاکا و سعیدیان، حمزه. 1401. بررسی تاثیر عملیات آبخیزداری بر تغییر فرسایش و کلاس رسوب‌دهی، با استفاده از مدل تجربی MPSIAC در منطقه نیمه خشک. پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، سال سیزدهم، شماره 25، صص 49-40.
مؤذنی نقندر، سعیدرضا؛ علیخانی، فائزه و حاتمی یزد، ابوذر. 1401. بررسی اثر اجرای عملیات آبخیزداری بر رواناب و فرسایش خاک (مطالعه موردی: حوضه نخاب بشرویه). مرتع و آبخیزداری، مجله منابع طبیعی ایران، دوره 75، شماره 2، صص 317-299.
Bai, Z. G., Dent, D. L., Olsson, L., & Schaepman, M. E. (2008). Global assessment of land degradation and improvement: 1. Identification by remote sensing (No. 5). ISRICWorld Soil Information.
Borrelli, P., Robinson, D.A., Panagos, P., Lugato, E., Yang, J.E., Alewell, C., et al., 2020. Land use and climate change impacts on global soil erosion by water (2015–2070). Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 117 (36), 21994–22001.
Depountis, N., Michalopoulou, M., Kavoura, K., Nikolakopoulos, K., Sabatakakis, N. Estimating Soil Erosion Rate Changes in Areas Affected by Wildfires. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2020, 9, 562.
Ennaji, N., Ouakhir, H., Halouanm., S and Abahrour., M. 2022. Assessment of soil erosion rate using the EPM Model: case of Ouaoumana basin, Middle Atlas, Morocco. Environment and Natural Resources, 1090. pp 1-14.
Grauso, S., A. Pagano, G. Fattoruso, P. De Bomis, F. Onori, P. Regina and C. Tebano. 2007. Relations between climatic–geomorphological parameters and sediment yield in a mediteranean semi-arid area (Sicily, southern Italy). Environmental Geology. 54: 219–234.
Kamal, E., Soukaina, M., Mustapha, I., Kamal, A., Tamer, A., Mohamed, A., 2023. Integrating Erosion Potential Model (EPM) and PAP/RAC Guidelines for Water Erosion Mapping and Detection of Vulnerable Areas in the Toudgha River Watershed of the Central High Atlas, Morocco. Land 2023, 12, 837. Pp 1-24.
Li, P., Holden, J., Irvine, B., Mu, X., 2017. Erosion of northern hemisphere blanket peatlands under 21st-century climate change. Geophys. Res. Lett. 44 (8), 3615–3623.
Li, Y., Zhang, X., Cao, Z., Liu, Z., Lu, Z., Liu, Y., 2021c. Towards the progress of ecological restoration and economic development in China's Loess Plateau and strategy for more sustainable development. Sci. Total Environ. 756, 143676.
Milodowski, D.T., Hancock, S., Silvestri, S., Mudd, S.M., 2020. Linking life and landscape with remote sensing. In: Tarolli, P., Mudd, S.M. (Eds.), Remote Sensing of Geomorphology23. Elsevier, pp. 129–182.
Murat, F and Abdullah, S., 2022. Comparative Erosion Analysis with MPSIAC & RUSLE Methods: Madra Dam Basin. Jeomorfolojik Araştırmalar Dergisi / Journal of Geomorphological Researches, 2022 (8): 28-47.
Natasa, V, Mirjana, T., and Desanaka, S., 2022. Erosion Map Reliability Using a Geographic Information System (GIS) and Erosion Potential Method (EPM): A Comparison of Mapping Methods, BELGRADE Peri-Urban Area, Serbia. Land, 11, 1096, pp 1-18.
Pastor, A.V., Nunes, J.P., Ciampalini, R., Koopmans, M., Baartman, J., Huard, F., Calheiros, T., Le-Bissonnais, Y., Keizer, J.J., Raclot, D. Projecting Future Impacts of Global Change Including Fires on Soil Erosion to Anticipate Better Land Management in the Forests of NW Portugal. Water 2019, 11, 2617.
Pravalie, R., 2021. Exploring the multiple land degradation pathways across the planet. Earth-Sci. Rev. 220, 103689.
Rodrigo-Comino, J., 2018. Five decades of soil erosion research in "terroir". The state-of-theart. Earth-Science Reviews 179, 436–447.
Rompaey, A.V., P. Bazzoffi, R.J.A. Jones and L. Montanarella. 2005. Modeling sediment yields in Italian catchments. Geomorphology. 65: 157–169.
Sun, P., Wu, Y., Wei, X., Sivakumar, B., Qiu, L., Mu, X., et al., 2020. Quantifying the contributions of climate variation, land use change, and engineering measures for dramatic reduction in streamflow and sediment in a typical loess watershed, China. Ecol. Eng. 142, 105611.
Tong, Y., Zhang, W., Wang, X., Couture, R.-M., Larssen, T., Zhao, Y., et al., 2017. Decline in Chinese lake phosphorus concentration accompanied by shift in sources since 2006. Nat. Geosci. 10 (7), 507–511.
United Nations, 2015. Transforming our world: The 2030 Agenda for Sustainable Development. United Nations General Assembly, New York.
Wang, H., Sun, F., 2021. Variability of annual sediment load and runoff in the Yellow River for the last 100 years (1919–2018). Sci. Total Environ. 758, 143715.
Wang, X., Wang, Z., Xiao, J., He, M., Zhang, F., Pan, Y., et al., 2021. Soil erosion fluxes on the central Chinese Loess Plateau during CE 1811 to 1996 and the roles of monsoon storms and human activities. Catena 200, 105148.
Xuan, D., Jinshi, J., Can, D., Ryan, D. 2021. Conservation management decreases surface runoff and soil erosion. International Soil and Water Conservation Research 10 (2022) 188-196.
Yadav GS, Das A, Kandpal B K, Babu S., Lal Rattan, Datta M, Das B, Singh R, Singh VK, Mohapatra KP, Chakraborty M.2021. The food-energy-water-carbon nexus in a maize-maize-mustard cropping sequence of the Indian Himalayas: An impact of tillage-cum-live mulching. Renew. Sust. Energ. Rev.
Zhao, G., Mu, X., Wen, Z., Wang, F., Gao, P., 2013. Soil erosion, conservation, and ecoenvironment changes in the Loess Plateau of China. Land Degrad. Dev. 24 (5), 499–510.
دوره 7، شماره 1 - شماره پیاپی 25
تابستان 1403
صفحه 223-245

  • تاریخ دریافت 05 تیر 1402
  • تاریخ پذیرش 24 مرداد 1402