برآورد میزان فرسایش و تولید رسوب در حوضه‌های آبخیز بر مبنای پردازش تصاویر ماهواره‌ای و فن‌ GIS با استفاده از نمونه‌ی فیزیکی تخمین رسوب EPM (مطالعه‌ی موردی: حوضه‌ی آبریز سد دز)

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 4، دوره 10، شماره 32، خرداد و تیر 1396، صفحه 45-54   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

حامد نوری^{* 1}؛ سید مصطفی سیادت موسوی²؛ برات مجردی²

¹کارشناس ارشد عمران- سازه های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران-دانشگاه علم و صنعت ایران

²استادیار و عضو هیئت علمی، دانشکده مهندسی عمران-دانشگاه علم و صنعت ایران

تاریخ دریافت: 14 آبان 1394،  تاریخ بازنگری: 31 اردیبهشت 1395،  تاریخ پذیرش: 29 خرداد 1396 

چکیده

فرسایش خاک بر اثر آب یکی از مهم‌ترین عوامل ویرانی زمین به شمار رفته، و امروزه به عنوان یک خطر زیست محیطی جدی در سراسر جهان تلقی می‌گردد. در تحقیق حاضر با بکارگیری از فن سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی، میانگین فرسایش و رسوب ویژه و همچنین نقشه‌ی پهنه‌بندی خطر فرسایش در دو زیرحوضه‌ی بالادست سد دز، واقع در جنوب غربی استان لرستان، به نام‌های زیر حوضه‌های آب‌سرخ و کشور با مساحتی بالغ بر 19920 هکتار، به وسیله‌ی نمونه‌ی فیزیکی EPM انجام پذیرفته است. با توجه به نتایج به‌دست آمده، قریب به 60 درصد منطقه از نظر پوشش گیاهی، اراضی بایر یا مراتع فقیر به شمار می‌روند. از نظر طبقه‌بندی فرسایشی، می‌توان منطقه را به چهار طبقه با فرسایش کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد تقسیم بندی کرد. میزان متوسط فرسایش ویژه و بار رسوب تخمین زده شده به وسیله‌ی نمونه‌ی فیزیکی EPM در منطقه‌ی مطالعاتی به ترتیب برابر با 718/3203 و 844/2204 مترمکعب در کیلومترمربع در سال است. همچنین، با توجه به نقشه‌های پهنه‌بندی، مناطق واقع در قسمت میانی و جنوبی منطقه، به دلیل داشتن پوشش گیاهی فقیر و ساختار زمین شناسی سست، دارای فرسایش خیلی زیادی می‌باشند. در صورتی که مناطق شمالی منطقه، با توجه به تراکم بیشتر پوشش گیاهی، از فرسایش کمتری برخوردارند. میزان رسوب ویژه اندازه‌گیری شده در ایستگاه آبسنجی، 178/2223 مترمکعب در کیلومترمربع در سال است، که در مقایسه با مقدار محاسبه شده، نمونه‌ی فیزیکی EPM عملکرد مناسبی داشته است.

کلیدواژه‌ها

بار رسوب؛ حوضه‌ی آبخیز دز؛ کاربری اراضی؛ RS؛ نمونه‌ی فیزیکی EPM

عنوان مقاله [English]

Estimation of Soil Erosion and Sediment Yield Based on Satellite Imagery Using the GIS Technique and Employing Erosion Potential Method (EPM) on Watersheds (Case study: the Dez Watershed)

نویسندگان [English]

Hamed Noori¹؛ S. Mostafa Siadatmousavi²؛ Barat Mojaradi²

چکیده [English]

Worldwide, soil erosion by water is one of the most important factors in land degradation, and is a critical environmental hazard of modern times. The present study aims to estimate the average annual specific production of sediments and the intensity erosion map at two sub-basins of the DEZ Watershed, south-west of the Lorestan Provine, Iran, namely Absorkh and Keshvar using the Erosion Potential Method (EPM),the Geographical Information System (GIS) and the Remote Sensing (RS) techniques. The total area of these sub-basins is 19920 hectares. Nearly 60 percent of the area has negligible vegetation cover or bare land. The study area can be categorized into slight, moderate, high and very high erosion zones. The amount of soil erosion and sediment yield predicted by the EPM model were 3203.718 and 2204.844 m³.km^-2.y^-1, respectively. The areas located at the middle and southern parts of the watershed were subjected to significant erosion due to the geology formation and vegetation cover and probably competent geological formations, while the area at the northern part was relatively less eroded because of verdant land cover. The measured sediment yield of the watershed at the Keshvar Hydrometric Station was approximately 2223.178 m³.km^-2.y^-1, which confirmed the satisfactory performance of the EPM Model.

کلیدواژه‌ها [English]

Sediment yield, Dez Watershed, landuse, RS, EPM Model

مراجع

1)        احمدی ح.، 1391. ژئومرفولوژی کاربردی. جلد اول، انتشارات دانشگاه تهران.

2)        احمدی، ح.، ع، محمدی. 1389. بررسی تخمین رسوب با استفاده از نمونه‌ها‌ی فیزیکیPSIAC  و EPM با تاثیر عوامل ژئومورفولوژی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز ده‌نمک). فصلنامه‌ی علمی-پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 17: 352-340.

3)        تاجگردان، ت.، ش، ایوبی.، ش، شتایی‌جویباری. 1387. برآورد فرسایش و رسوب به کمک داده‌های ماهواره و سامانه اطلاعات جغرافیایی با استفاده از نمونه‌ی فیزیکی MPSIAC (مطالعه موردی: حوزه آبخیز زیارت).مجله پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی، شماره 79: 84-75.

4)        شرکت منابع آبی کشور، 1385. مطالعات حوضه آبخیز سد دز.رنگزن، ک.، ا، حیدری.، ع، زرسوندی. 1385. کاربرد روش سنجش از دور و GIS و نمونه‌ی فیزیکی RUSLE در پهنه‌بند فرسایش و رسوب حوضه پگاه سرخ گتوند. دهمین همایش انجمن زمین شناسی. دانشگاه تربیت مدرس. 1727-1720.

5)        رفاهی ح.، 1388. فرسایش آبی و کنترل آن. انتشارات دانشگاه تهران، چاپ ششم.

6)       علوی‌پناه، ک. 1382. کاربرد سنجش از دور در علوم زمین. انتشارات دانشگاه تهرانباقرزاده‌کریمی، م. 1372. بررسی کارایی مدل­های برآورد فرسایش و رسوب و تکنیک­های سنجش از دور و GIS در مطالعات فرسایش خاک، پایان­نامه کارشناسی‌ارشد. دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت‌ مدرس.

7)        نظری زاده ف.، ا، زلقی.، ف، ایزدجو. 1385. بررسی فرسایش و تولید رسوب در حوضه آبریز سد دز. هفتمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه، اهواز، دانشگاه شهید چمران. 111-105.

8)        Bagherzadeh, A. and M, Daneshvar. 2011. Sediment yield assessment by EPM and PSIAC models using GIS data in semi-arid region, J.Fronti.Earth.Sci. 5:207-216.

9)        Bennett, HH. 1939. Soil conservation. McGraw-Hill Book Co., New York.

10)    Elirehema, Y. 2001. Soil water erosion modeling in selected watersheds in southern spain. IFA, ITC, Enschede.

11)    Estrany, J., C, Garcia and E, Desmond. 2010. An investigation of soil erosion and redistribution in a Mediterranean lowland agricultural catchment using caesium-137, Inte.J.Sedi.Res. 5:1-16.

12)    Gavrilovic, Z. 1988. Use of an empirical method (Erosion potential method) for calculating sediment production and transportation in unstudied or torrential streams. p 411-422 In: Int Conf River Regime. Hydraulics Research Limited, Wallingford, Oxon UK.

13)    Gebreslassie H. 2014.  Land use-land cover dynamics of Huluka Watershed, Central Rift Valley, Ethiopia. Inte J.Soil.Water. Cons.Res. 2:25–33.

14)    Ghosh, K., De Sunil Kumar, S Sushima and S, Bandyopadhyay. 2013. Assessment of soil loss of the Dhalai River Basin, Tripura, India using USLE. Int.J.Geosci. 4:11-23.

15)    Heydarian, S. 1996. Assessment of erosion in mountain regions. In: Proceedings of 17th Asian Conf on Remote Sens .pp 4-8.

16)    Hui, L., C, Xiaoling., J L, Kyoung., C Xiaobin and S, Myung. 2010. Assessment of soil erosion and sediment yield in Liao Watershed, Jiangxi Province, China, using USLE, GIS, and RS. J.Earth.Sci. 21:941–953.

17)    Pandey, A., V, Chowdary and B, Mal. 2007. Identification of critical erosion prone areas in the small agricultural watershed using USLE, GIS and remote sensing. J. Water.Resou.Manage. 21:729-746.

18)    Tangestani, M. 2006. Comparison of EPM and PSIAC models in GIS for erosion and sediment yield assessment in a semi-arid environment: Afzar Catchment, Fars Province, Iran.J.Asian.earth.sci. 27:585-597.

19)    Wellens, J. 1997. Rangeland vegetation dynamics and moisture availability in Tunisia: an investigation using satellite and meteorological data. J.Bio. 24:845-855.

20)    Zhang, W., J, Zhou. G, Feng., C, David and J, Sheng. 2015. Characteristics of water erosion and conservation practice in arid regions of Central Asia: Xinjiang Province, China as an example. Int.J.Soil. Water.Conse.Rese. 3: 97–111.

21)    Xiaoming, Z., C, Wenhong., G, Qingchao and J, Sihong. 2010. Effects of landuse change on surface runoff and sediment yield at different watershed scales on the Loess Plateau,  Int.J.Sedi.Rese. 25: 283-293.