
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,625,756 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,218,658 |
پیش بینی اثرات اقدامات اصلاحی بر خصوصیات رواناب سطحی و میزان فرسایش خاک در آبخیز بنکوه حوضه رودخانه حبله رود | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 2، دوره 26، شماره 1، فروردین و اردیبهشت 1398، صفحه 27-48 اصل مقاله (1.36 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2019.15162.3034 | ||
نویسندگان | ||
امیر سعدالدین* ؛ احسان الوندی؛ واحدبردی شیخ | ||
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
چکیده | ||
چکیده سابقه و هدف: هدر رفت منابع آبوخاک از پیامدهای بهرهبرداری نامتعادل از منابع تولید است. مدیریت بهینه اراضی باعث بهرهبرداری پایدار از منابع آبوخاک و کاهش تخریب این منابع میشود. هدف این تحقیق ارائه گزینههای مدیریتی مبتنی بر پوشش گیاهی و پیشبینی اثرات آنها بر خصوصیات رواناب سطحی و فرسایش خاک در حوزه آبخیز بنکوه (حدود 3300 کیلومترمربع) با استفاده از مدلسازی است. بدین ترتیب برنامهریزان و مدیران آبخیز میتوانند با کمک این پیشبینیها، تصمیمات مناسبی برای حل مشکلات این حوضه اتخاذ نمایند. مواد و روشها: در این تحقیق با توجه به نوع و گسترش مشکلات در منطقه موردمطالعه و تعیین اهمیت نسبی آنها، یازده فعالیت مدیریتی شامل قرق، درختکاری، علوفه کاری، رایپرین، تراسبندی، اگروفارستری، احداث باغ، پیتینگ، کنتورفارو، بذرپاشی و کپهکاری برای برطرف نمودن مشکلات حوضه انتخاب شدند. بهمنظور برآورد خصوصیات رواناب سطحی (ارتفاع رواناب، فسفر و نیترات) و مقدار فرسایش خاک در شرایط موجود به ترتیب از مدل L-THIA و معادله تجدیدنظر شده جهانی هدر رفت خاک (RUSLE) در چارچوب سیستم اطلاعات جغرافیایی استفاده شد. فاکتورهای RUSLE شامل R، K، LS، C و P میباشند که به ترتیب از دادههای بارندگی، نقشه خاک منطقه، مدل رقومی ارتفاع و تکنیک سنجشازدور محاسبه شدهاند. بهمنظور پیشبینی اثر هر یک از اقدامات اصلاحی پیشنهادی بر میزان فرسایش خاک، برآورد ارزش عددی فاکتورهای P و C درروشRUSLE با توجه به جداول استاندارد موجود در متون علمی مربوط و بر مبنای قضاوت خبرگان انجام شد. برای ارزیابی کارایی روشهای مورداستفاده، از معیارهای آماری RMSE و MAE استفاده شد. پس از ارزیابی کارایی مدل، از مدلها برای پیشبینی اثرات احتمالی اقدامات اصلاحی بر خصوصیات رواناب سطحی و فرسایش خاک استفاده شد. یافتهها: مقادیر متوسط فاکتورهای R، K،LS وC به ترتیب 85/1(MJmmha-1h-1y-1)، 29/0(t ha h ha-1 MJ-1 mm-1)، 82/10 و 86/0 برای شرایط فعلی بودند. نقشه فرسایش خاکنشان میدهد که میزان فرسایش خاک در سطح حوضه، از مقدار ناچیز تا 49/33 تن در هکتار در سال متغیر است و 12/11 درصد از کل منطقه در طبقه فرسایشی زیاد و خیلی زیاد قرار دارد. میزان ارتفاع رواناب سالانه حوضه از 12/1 تا 27/9 سانتیمتر متغیر است و میانگین ارتفاع رواناب سالانه حوضه 74/6 سانتیمتر برآورد شده است. تجزیهوتحلیل نتایج نشان میدهد که اقدامات اصلاحی قرق و کپهکاری با توجه به کلیه شاخصها (ارتفاع رواناب، فسفر، نیترات و فرسایش خاک) بیشترین اثر را خواهند داشت؛ اما بر اساس واحد سطح اقدامات اصلاحی، علوفه کاری، درختکاری و احداث باغ به ترتیب بیشترین اثر را بر شاخص ارتفاع رواناب خواهند داشت. علاوه بر این، ازنظر شاخصهای فرسایش خاک و فسفر اقدامات احداث باغ، درختکاری و علوفه کاری به ترتیب بهترین عملکرد را ارائه خواهند کرد. ازنظر شاخص نیترات، اقدامات احداث باغ، درختکاری و رایپرین به ترتیب حداکثر اختلاف را با مقادیر این شاخص در وضعیت فعلی حوضه نشان خواهند داد. اجرای همزمان تمامی فعالیتهای مدیریتی باعث کاهش حدود 20/13 درصدی ارتفاع رواناب و 30/8 درصدی فرسایش حوضه خواهد شد. نتیجهگیری: با در نظر گرفتن شرایط توپوگرافی و مورفولوژیکی حوزه آبخیز بنکوه و همچنین فاکتورهای فرسایش طبیعی و انسانی حوضه، بهمنظور جلوگیری از هدر رفت منابع خاک و آب باید به مناطق بحرانی توجه ویژهای شود. با توجه به مشکلات آبخیز بنکوه در زمینه منابع آبوخاک، اجرای اقدامات اصلاحی مناسب برای حل مشکلات حوضه ضروری است. با توجه به وسعت زیاد مناطق مستعد برای اجرای فعالیتهای قرق و کپه کاری در حوضه، این اقدامات بیشترین تأثیر را در بهبود خصوصیات رواناب سطحی و فرسایش خاکدارند. بهمنظور تصمیمگیری بهتر در انتخاب اقدامات اصلاحی توجه به سایر اثرات حاصل از اجرای اقدامات در مقیاس حوضه بنکوه از جنبههای اقتصادی، اجتماعی و اکولوژیکی پیشنهاد میشود. | ||
کلیدواژهها | ||
فرسایش خاک؛ ارتفاع رواناب؛ اقدامات اصلاحی؛ حوضه رودخانه حبلهرود | ||
مراجع | ||
1.Ahiablame, L., Engel, B.A., and Chaubey,I. 2012. Representation and evaluation oflow impact development practices with LTHIA-LID: an example for site planning.Environ. Poll. 1: 2. 34-45. 2.Akbarifard, S., Qaderi, K., andAliannejad, M. 2017. Parameterestimation of the nonlinear Muskingumflood-routing model using water cyclealgorithm, J. Water. Manage. Res.8: 16. 33-43. 3.Arekhi, S., and Niazi, Y. 2010.Investigating application of GIS and RSto estimate soil erosion and sedimentyield using RUSLE (Case study: Upperpart of Ilam Dam Watershed, Iran), J.Water Soil Cons. 17: 2. 1-28. (In Persian) 4.Bagarello, V., Di Stefano, C., Ferro, V.,Giordano, M., and Pampalone, V. 2012.Estimating the USLE soil erodibilityfactor in Sicily, south Italy. Appl. Eng.Agric. 28: 2. 199-206. 5.Bahremand, A., Smedt, F., Corluy, J.,Liu, Y.B., Poorova, J., Velcicka, L., andKunikova, E. 2006. Application ofWetSpa model for assessing land useimpacts on floods in the MargecanyHornasd Watershed. Slovaia. J. WaterSci. Technol. 53: 10. 37-45. 6.Bai, M., Sadoddin, A., and SalmanMahini, A.R. 2014. Prediction of theeffects of implementing ecologicalmanagement scenarios on landscapestructure for Chehel - Chai Watershed in Golestan province of Iran. J. Geograph.Space. 13: 44. 19-46. (In Persian) 7.Binh, Ph.D., Wu, Ch., and Hsieh, Sh.2010. Land use change effects ondischarge and sediment yield of Song Cau Catchment in northern Vietnam. J.Environ. Sci. Engin. 5: 1. 92-101. 8.Bonilla, C., José, A., Reyes, L., and Magri,A. 2010. Water erosion prediction usingthe revised universal soil loss equation(RUSLE) in a GIS framework, centralChile. J. Agric. Res. 70: 1. 159-169. 9.Fallah Suraki, M., Kavian, A., andOmidvar, E. 2015. Zoning of soil erosion hazard in the Haraz Watershed by using model RUSLE2. National Conference on Climate Change and Engineering Sustainable Agriculture and Natural Resources, Tehran- September 17. 10.Farhan, Y., Dalal, Z., and Farhan, I.2013. Spatial estimation of soil erosion risk using RUSLE approach, RS and GIS techniques: A case study of the Kufranja Watershed, northern Jordan. J. Water Resour. Prot. 5: 12. 1247-1261. 11.Ganasri, B., and Ramesh, H. 2015. Assessment of soil erosion by RUSLE model using remote sensing and GIS - A case study of Nethravathi Basin.Geoscience Frontiers. Pp: 1-9. 12.Habibi, H., Amir Safari, A., and Karam, A. 2016. Determining of the amount of sediment yield Marl lands in watershed inrainfall simulator scale. J. Water. Engin.Manage. 8: 3. 275-289. (In Persian) 13.Haregeweyn, N., Poesen, J., Verstraeten,G., Govers, G., de Vente, J., Nyssen, J.,Deckers, J., and Moeyersons, J. 2012.Assessing the performance of a spatiallydistributed soil erosion and sediment delivery model (WATEM/SEDEM) inNorthern Ethiopia. Land Degrad. Dev.24: 2. 188-204. 14.Jafarian, Z., Beshtar, V., and Kavian, A.2017. Simulation effects of improvementand restoration operations of rangeland on soil loss using RUSLE model,Physical Geography research quarterly. 49: 1. 55-69. (In Persian) 15.Kamaludin, K., Lihan, T., Ali Rahman,Z., Mustapha, M., Idris, W., and Rahim,S. 2013. Integration of remote sensing,RUSLE and GIS to model potential soilloss and sediment yield (SY). Hydrol. Earth System Sci. 10: 4567-4596. 16.Karimi Sangchini, E., Ownegh, M.,Sadoddin, A., Tahmasebi Pur, N., andRezaee, H. 2017. A system dynamicsmodel to predict the effects ofvegetation-based management scenarioson structural landscape ecology inHablehrud River Basin, WatershedEngineering and Management. 9: 1. 58-70. (In Persian) 17.Keshtkar, A.R., Salajegheh, A.,Sadoddin, A., and Allan, M.G. 2013.Application of Bayesian networks forsustainability assessment in catchmentmodeling and management, case study: the Hablehrood river catchment.Ecological Modeling. 268: 48-54. 18.Lamba, J., Thompson, A., Karthikeyan,K.G., Panuska, J., and Good, L.2016. Effect of best managementpractice implementation on sedimentand phosphorus load reductions at subwatershed and watershed scale usingSWAT model, Inter. J. Sed. Res.31: 386-394. 19.Li, N., Xu, Y., and Guo, H.C. 2007.Analysis of Long-Term Impact ofurbanization on surface runoff inXitiaoxi river basin. EnvironmentalInformatics Archives. 5: 346-353. 20.Lim, K.J., Choi, J., Kim, K., Sagong,M., and Engel, B.A. 2003. Development of sediment assessment tool for effective erosion control (SATEEC) in smallscale watershed. Transactions of the Korean Society of Agricultural Engineers.45: 5. 85-96. 21.Liu, Y., Ahiablame, L., Bralts, V., and Engel, B. 2015. Enhancing a rainfallrunoff model to assess the impacts of BMPs and LID practices on storm runoff, J. Environ. Manage. 147: 12-23. 22.Liu, Y., Bralts, V.F., and Engel, B.A. 2015. Evaluating the effectiveness of management practices on hydrology and water quality at watershed scale with a rainfall-runoff model. Science of the Total Environment. 511: 298-308. 23.Moghaddam, M.R. 2011. Range and range management, Tehran University Press, 470p. (In Persian) 24.Mohammadi, M., Fallah, M., Kavian, K., Gholami, L., and Omidvar, E. 2017.The application of RUSLE Model inspatial distribution determination of soilloss Hazard. J. Ecohydrol. 3: 4. 645-658. (In Persian) 25.Moore, I.D., and Wilson, J.P. 1992.Length slope factor for the RevisedUniversal Soil Loss equation: simplifiedmethod of solution. J. Soil Wat. Corner.47: 5. 423-428. 26.Mtibaa, S., Hotta, N., and Irie, M.2018. Analysis of the efficacy and costeffectiveness of best managementpractices for controlling sediment yield:A case study of the Joumine watershed, Tunisia, Science of the Total Environment.617: 1-16. 27.Mwangi, J.K., Shisanya, C.A.,Gathenya, J.M., Namirembe, S., andMoriasi, S. 2015. A modeling approachto evaluate the impact of conservationpractices on water and sediment yield in Sasumua Watershed, Kenya. Soil andWater Conservation. 70: 2. 75-90. 28.Nkwunonwo, U.C., Whitworth, M., andBaily, B. 2015. A Review and criticalanalysis of the efforts towards urbanflood reduction in the lagos region ofNigeria, Nat., Hazards Earth Syst., Sci. Discuss. Pp: 3897-3923. 29.Noori, Z., Salajegheh, A., Malekian,A., and Moghadamnia, A. 2018.Investigating the effects of bestmanagement practices on the reductionof point and non-point source pollutionof water using SWAT model (CaseStudy: Seimareh River). Iran. J. SoilWater Res. 48: 5. 995-1006. (In Persian) 30.Pandey, A., Chowdary, V., and Mal, B.2007. Identification of critical erosionprone areas in the small agriculturalwatershed using USLE, GIS and remotesensing. Water Resources Management. 21: 4. 742-746. 31.Perry, P., and Nawaz, R. 2008. Aninvestigation into the extent and impactsof hard surfacing of domestic gardens inan area of Leeds, United kingdom.Landscape and Urban Planning. 86: 1-13. 32.Renard, K.G., and Freimund, J.R. 1994.Using monthly precipitation data toestimate the R factor in the revisedUSLE. J. Hydrol. 157: 287-306. 33.Sadeghi, S.H.R., and Saeidi, P. 2010.Reliability of sediment rating curves fora deciduous forest watershed in Iran. J.Hydrol. Sci. 55: 5. 821-831. 34.Sadeghi, S.H.R., Moatamednia, M., andBehzadfar, M. 2011. Spatial andtemporal variations in the RainfallErosivity Factor for Iran. J. Agr. Sci.Tech. 13: 451-464. 35.Sadoddin, A., Letcher, R.A., Jakeman,A.J., Croke, B.W., and Newham, L.T. H.2011. A Bayesian model decisionsupport system for salinity management.First International Conference of Sustainable Watershed Management(SuWaMa), Istanbul, Turkey. 36.Sadoddin, A., Shahabi, M., and Bai, M.2017. Integrated watershed assessmentand management Principles andapproaches for modeling and decisionmaking. Gorgan University ofAgricultural Sciences and NaturalResources Publishing. 170p. (In Persian) 37.Sekara, W.G., Gupta, N.A., Valeo, C.,Hasbani, J.G., Qiao, Y., Delaney, P. andMarceau, D.J. 2012. Assessing theimpact of future land-use changes onhydrological processes in the ElbowRiver watershed in southern Alberta,Canada. J. Hydrol. 4: 41. 220-232. 38.SheshukovKyle, A., Douglas-Mankin, K.,Sinnathamby, S., and Daggupati, P. 2016.Pasture BMP effectiveness using anHRU-based subarea approach in SWAT,J. Environ. Manage. 166: 276-284. 39.Solaimani, K., Modallaldoust, S., andLotfi, S. 2009. Investigation of land usechanges on soil erosion process usinggeographical information system. Inter.J. Environ. Sci. Technol. 6: 3. 415-424. 40.Tang, Z., Engel, B.A., Pijanowski, B.C.,and Lim, K.J. 2005. Forecasting landuse change and its environmental impactat a watershed scale. Environmentalimpact at a watershed scale. J. Environ. Manage. 76: 45-35. 41.Teh, S.H. 2011. Soil erosion modelingusing RUSLE and GIS on CAMERONHIGHLANDS,MALAYSIA forhydropower development, A 30 ECTScredit units Master´s thesis, Pp: 1-71. 42.Turner, B.L., Moss, R.H., and SKole,D.L. 1993. Relating land use and globalLand-cover change: A proposal for anIGBP- HDP core project global changereport, Stokholm, Sweden. Pp: 221-223. 43.Van der Knijff, J.M., Jones, R.J.A., andMontanarella, L. 2000. Soil erosion riskassessment in Europe, EUR19044 EN.Office for Official Publications of theEuropean Communities, Luxembourg, 34p. 44.Vipul Shinde, K., Tiwari, S., andManjushree, S. 2010. Prioritization ofmicro watersheds on the basis of soilerosion hazard using remote sensing andgeographic information system. J. Water Resour. Environ. Engin. 2: 3. 130-136. 45.Wang, G., Gertner, G., Fang, S., andAnderson, A.B. 2003. Mapping multiplevariables for predicting soil loss bygeostatistical methods with TM imagesand a slope map. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing.69: 8. 889-898. 46.Yang, L., Ma, K., Guo, Q., and Bai, X.2008. Evaluating long-term hydrologicalimpacts of regional urbanisation inHanyang, China, using a GIS model andremote sensing. J. Sust. Dev. World Ecol. 15: 350-356. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 527 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 621 |