جغرافیا و روابط انسانی

جغرافیا و روابط انسانی

ارزیابی تغییرات کاربری و اثرات آن در فرسایش خاک بعد از احداث سد (سد سهند هشترود)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مریم بیاتی خطیبی 1
نگین راکعی 2
مهرداد جیهونی 1
1 گروه سنجش از دور دانشگاه تبریز
2 دانش آموخته دانشگاه تبریز
10.22034/gahr.2026.551809.2605
چکیده
فرسایش خاک یکی از چالش‌های اساسی در مدیریت پایدار منابع طبیعی است که تأثیرات منفی متعددی از جمله کاهش حاصلخیزی خاک، تخریب اکوسیستم‌ها، و کاهش عمر سازه‌های هیدرولیکی مانند سدها را به دنبال دارد. این پژوهش با هدف ارزیابی تغییرات کاربری اراضی و اثرات آن بر فرسایش خاک در حوضه آبریز سد سهند (هشترود) پس از احداث سد، با استفاده از مدل تجربی EPM انجام شده است. داده‌های مورد نیاز شامل طبقات ارتفاعی، شیب زمین، کاربری اراضی، لیتولوژی، بارش، شاخص NDVIو بافت خاک از منابع مختلف گردآوری و با استفاده از نرم‌افزارهای ArcGIS و ENVI پردازش شدند. نتایج نشان‌دهنده پتانسیل بالای فرسایش خاک در این حوضه به دلیل ویژگی‌های فیزیوگرافیکی نظیر مساحت گسترده (۸۷۴ کیلومتر مربع)، اختلاف ارتفاع قابل‌توجه (۱۹۸۹ متر)، و شیب‌های تند است. بررسی تغییرات کاربری اراضی طی سال‌های ۱۹۹۶ تا ۲۰۲۴ نشان‌دهنده کاهش مساحت مراتع ضعیف و متوسط و افزایش اراضی کشاورزی دیم و آبی است که عمدتاً ناشی از فشارهای انسانی، تغییرات اقلیمی، و اقدامات مدیریتی است. نتایج مدل EPM حاکی از افزایش شدت فرسایش خاک (از 86/581 به 43/1221 متر مکعب در سال به ازای هر کیلومتر مربع) و دبی رسوب ویژه (از 37/221 به 66/426 متر مکعب در سال) است که با افزایش بارندگی و ضریب شدت فرسایش همخوانی دارد. تحلیل‌ها نشان داد که شیب‌های تندتر و کاربری‌های ناپایدار مانند مراتع، عوامل اصلی تشدید فرسایش هستند. این مطالعه بر ضرورت اتخاذ راهبردهای جامع مدیریت منابع طبیعی با تأکید بر حفاظت خاک و بهینه‌سازی کاربری اراضی برای کاهش فرسایش و حفظ پایداری اکوسیستم‌ها تأکید دارد.
کلیدواژه‌ها
فرسایش خاک
کاربری اراضی
مدل EPM
رسوب
حوضه سد سهند هشترود

موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of land use changes and their effects on soil erosion after dam construction (Sahand Hashtrood Dam)

نویسندگان English

MARYAM BAYATI KHATIBI 1
Negin Rakei 2
mehrdad jeihouni 1
1 Department of RS &GIS ,University of Tabriz
2 Dep.GIS an RS ,University of tabriz
چکیده English

Soil erosion is one of the fundamental challenges in sustainable natural resource management, with multiple adverse impacts including the decline of soil fertility, ecosystem degradation, and reduced lifespan of hydraulic structures such as dams.، This study aims to assess land use/land cover (LULC) changes and their effects on soil erosion in the Sahand Dam watershed (Hashtroud) after dam construction, employing the empirical EPM model. The required datasets including elevation classes, slope, land use/land cover, lithology, precipitation, NDVI index, and soil texture—were compiled from various sources and processed using ArcGIS and ENVI software. The results indicate a high potential for soil erosion in the basin due to its physiographic characteristics, such as a large catchment area (874 km²), considerable elevation difference (1,989 m), and steep slopes. LULC change analysis during the period 1996–2024 revealed a reduction in the extent of poor and moderate rangelands, alongside an expansion of rainfed and irrigated agricultural lands, mainly driven by anthropogenic pressures, climate change, and management practices. The EPM model outputs demonstrated an increasing trend in soil erosion intensity (from 581.86 to 1221.43 m³ yr⁻¹ km⁻²) and specific sediment yield (from 221.37 to 426.66 m³ yr⁻¹), consistent with rising precipitation and erosion intensity coefficients. The findings further showed that steep slopes and unstable land uses, particularly degraded rangelands, are the principal factors exacerbating erosion processes. Overall, this study underscores the urgent need for integrated natural resource management strategies, with a particular emphasis on soil conservation and optimized land use planning, in order to mitigate erosion risks and sustain ecosystem stability.

کلیدواژه‌ها English

Soil erosion
Land use
Erosion Potential Method (EPM)
Sediment
Sahand-Hashtroud Dam watershed
1.     ابراهیم زاده، سمیه ، ارگانی، میثم و میردار هریجانی، فرشاد . (1403). مدلسازی نرخ فرسایش خاک و تولید رسوب با مدل RUSLE/SDR در حوضه آبریز دیزگران. مخاطرات محیط طبیعی، 13(39)، 1-24.
2.     آرخی، صالح و بارانی، حسین . (1403). مقایسه مدل‌های RUSLE و EPM در برآورد فرسایش و تولید رسوب با استفاده از GIS (مطالعۀ موردی: حوضه چم‌گردلان استان ایلام). جغرافیا و مخاطرات محیطی، 13(2)، 339-371.
3.     اصغری سراسکانرود، صیاد، آقایاری، لیلا، و پیروزی، الناز. (1396). بررسی تغییرات کاربری اراضی و تاثیر آن بر فرسایش با استفاده از RS و GIS (مطالعه موردی: شهرستان نیر). سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی ( کاربرد سنجش از دور و GISدر علوم منابع طبیعی )، 8(4 (پیاپی 29) )، 49-62.
4.     ایزدی پور، محمد امین ، دهمرده بهروز، رضا ، عین الهی پیر، فاطمه و رجائی، فاطمه . (1404). تحلیل مکانی فرسایش خاک و کیفیت زیستگاه‌ها بر مبنای الگوی کاربری اراضی در منطقه سیستان. جغرافیا و مخاطرات محیطی، 14(1)، 22-42.
5.     بدری، مرجان، (1403)، مروری بر روند فرسایش و تخریب خاک و راهکارهای حفاظت از آن در ایران،پنجمین کنفرانس ملی توسعه و ترویج مهندسی کشاورزی و علوم خاک در جامعه،تهران.
6.     بیات، رضا، عرب خدری، محمود، بهنام، نجمه، گرامی، زهرا. (1399)، بررسی کارایی مدل های EPM و MPSIAC در تعیین وضعیت فرسایش حوزه آبخیز شهریاری. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. ۷ (۳) :۱-۱۶.
7.     بیاتی خطیبی، مریم و ساری صراف، بهروز . (1401). سنجش کمّی توان فرسایشی رواناب‌ها در سطوح شیب‌دار نواحی کوهستانی مطالعۀ موردی: زیرحوضۀ آتش‌بیگ. مجله جغرافیا و توسعه، 20(67)، 82-102.
8.     جعفری، تیمور، ناعمی تبار، مهناز، و ذاکریان، سیداحمد. (1397). ارزیابی کمّی فرسایش آبی خاک با مدل EPM (مطالعة موردی: حوضة آبخیز بدرانلو). جغرافیا و برنامه ریزی محیطی (مجله پژوهشی علوم انسانی دانشگاه اصفهان)، 29(70)، 141-158.
9.     روستایی، شهرام ، حجازی، میر اسدالله و شیرزادی، هدیه . (1404). برآورد میزان فرسایش و رسوب‌ حوضه‌ آبریز زیمکان در استان کرمانشاه با تأکید بر متغیر‌های تأثیر‌گذار. جغرافیا و مخاطرات محیطی، 14(1)، 210-226.
10. شاه کرمی، عزیزاله ، عالی نژادیان بیدآبادی، افسانه ، ملکی، عباس و فیضیان، محمد . (1404). ارزیابی اثرات عملیات حفاظت خاک و آب بر ویژگی‌های خاک، فرسایش و رسوب در حوضه‌ی آبخیز ریمله استان لرستان. مدل سازی و مدیریت آب و خاک، 5(1)، 15-28.
11. عابدینی، موسی ، فتحی جوکندان، رقیه و پاسبان، امیرحسام . (1403). برآورد فرسایش و رسوب از طریق ارزیابی متغیرهای تأثیرگذار در حوضه آبریز کرگانرود با استفاده از روش EPM. جغرافیا و روابط انسانی، 7(1)، 658-672.
12. عبادی، الهامه ، اسفندیاری درآباد، فریبا ، اصغری، صیاد و مصطفی زاده، رئوف . (1403). ارزیابی پتانسیل فرسایش خاک در سطح حوضه آبریز فیروزآبادچای با استفاده از شاخص های ژئومورفیک و منطق فازی. جغرافیا و روابط انسانی، 7(1)، 178-185.
13. کریمی، سمیه ، رجبی، معصومه و رضایی مقدم، محمد حسین . (1399). ارزیابی و پهنه‌بندی فرسایش خاک در مناطق کارستی با استفاده از مدل SMLRK (مطالعه موردی: حوضه الوند، استان کرمانشاه). جغرافیا و برنامه‌ریزی، 24(74)، 197-214.
14. مزبانی، مهدی ، رضایی مقدم، محمد حسین و حجازی، اسد اله . (1400). ارزیابی خطر فرسایش خاک در کاربری‌های اراضی با استفاده از معادله اصلاح شده جهانی فرسایش خاک (مطالعه موردی: حوضه آبریز سیکان). جغرافیا و مخاطرات محیطی، 10(1)، 41-63.
15. معتمدی راد، محمد ، زنگنه اسدی، محمد علی و عجم، حسین . (1402). بررسی میزان فرسایش خاک و تولید رسوب با استفاده از مدل RUSLE و روش پسیاک اصلاح شده (مطالعه موردی: حوضه آبریز کال اسماعیل دره شهرستان شاهرود استان سمنان). پژوهش­های ژئومورفولوژی کمّی، 11(4)، 147-165.
16. نعمتی، مینا ، فرجی، آیلین و مختارپور، اسماعیل . (1402). اثربخشی عملیات آبخیزداری در کاهش فرسایش و رسوب حوزه آبخیز نکارود در استان مازندران. ترویج و توسعه آبخیزداری، 11(43)، 50-62.
17. نی نیوا، سید پدرام و ستاروند، عاطفه . (1402). ارزیابی و تخمین شدت فرسایش خاک در زیر حوضه چهل گزی استان کردستان.. ترویج و توسعه آبخیزداری، 10(39)، 38-47.
1.    Adeyeri, O. E., Folorunsho, A. H., Adeliyi, T. E., Ayegbusi, K. I., Akinsanola, A. A., Ndehedehe, C. E., ... & Babalola, T. E. (2024). Climate change is intensifying rainfall erosivity and soil erosion in West Africa. Science of The Total Environment, 955, 177174.
2.    Alebachew, E. D., Wolka, K., Molla, M. B., Emiru, N. C., Dengiz, O., & Agbor, D. T. (2025). SWAT-based soil erosion and sediment yield modeling in the upper Gilgel Abay catchment, Blue Nile Basin, Ethiopia. Scientific Reports, 15(1), 28821.
3.    Alemayehu, S., Getahun, E., & Jothimani, M. (2025). Spatial and temporal analysis of soil erosion and sediment yield in the shafe watershed, main ethiopian rift region: integrating RUSLE model, GIS, and remote sensing techniques. Discover Sustainability, 6(1), 1-31.
4.    Bezak, N., Borrelli, P., Mikoš, M., Auflič, M. J., & Panagos, P. (2024). Towards multi-model soil erosion modelling: An evaluation of the erosion potential method (EPM) for global soil erosion assessments. Catena, 234, 107596.
5.    Chen, C. N., Tfwala, S. S., & Tsai, C. H. (2020). Climate change impacts on soil erosion and sediment yield in a watershed. Water, 12(8), 2247.
6.    Dragičević, N., Karleuša, B., & Ožanić, N. (2017). Erosion potential method (Gavrilović method) sensitivity analysis.
7.    Elaloui, A., Khalki, E. M. E., Namous, M., Ziadi, K., Eloudi, H., Faouzi, E., ... & Chehbouni, A. (2022). Soil erosion under future climate change scenarios in a semi-arid region. Water, 15(1), 146.
8.    Mohammadi, M., Khaledi Darvishan, A., Spalevic, V., Dudic, B., & Billi, P. (2021). Analysis of the impact of land use changes on soil erosion intensity and sediment yield using the intero model in the talar watershed of Iran. Water, 13(6), 881.
9.    Parente, J., Girona-García, A., Lopes, A. R., Keizer, J. J., & Vieira, D. C. S. (2022). Prediction, validation, and uncertainties of a nation-wide post-fire soil erosion risk assessment in Portugal. Scientific Reports, 12(1), 2945.
10. Reta Roba, Z., Moisa, M. B., Purohit, S., Tsegay Deribew, K., & Obsi Gemeda, D. (2025). Assessment of soil erosion and sediment yield in response to land use and land cover changes using geospatial techniques in Dumuga Watershed, Ethiopia. All Earth, 37(1), 1-18.
11. Wang, J., Yang, J., Li, Z., Ke, L., Li, Q., Fan, J., & Wang, X. (2024). Research on soil erosion based on remote sensing technology: A review. Agriculture, 15(1), 18.
12. Wang, L., Li, Y., Wu, J., An, Z., Suo, L., Ding, J., ... & Jin, L. (2023). Effects of the rainfall intensity and slope gradient on soil erosion and nitrogen loss on the sloping fields of miyun reservoir. Plants. 12, 423.
13.  Zhao, Y., Zhu, D., Wu, Z., & Cao, Z. (2024). Extreme rainfall erosivity: Research advances and future perspectives. Science of the Total Environment, 917, 170425..

  • تاریخ دریافت 15 مهر 1404
  • تاریخ بازنگری 07 دی 1404
  • تاریخ پذیرش 14 بهمن 1404