ارزيابي مدل RUSLE همراه شده با سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافيايي در عرصه‌هاي زه‌كش كوچك در منطقه نيمه‌خشك، شمال-غربي ايران

Assessment of the RUSLE model integrated with RS and GIS in semi-arid small drainage areas, NW Iran

برآورد هدررفت خاك موضوعي مهم در مديريت آب و زمين مي­باشد. اغلب اطلاعات هدر­رفت خاك براي مهار فرسايش خاك بر مبناي بكارگيري معادله جهاني هدررفت خاك اصلاح شده (RUSLE) مي­باشد. در اين پژوهش مدل RUSLE به عنوان تخمين­ گر هدر­رفت خاك در عرصه ­هاي زه‌كش كوچك با استفاده از داده­ هاي رسوب مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين راستا 20 عرصه زه‌كش داراي آبراهه درجه اول در حوزه آبخيز نيمه­ خشك تهم ­چاي در شمال­غرب زنجان انتخاب شد. عملكرد رسوب عرصه ­ها بر اساس حجم رسوب جاگذاري شده پشت بندها در خروجي عرصه­ هاي زه‌كش براي دوره آماري 16 سال (1374 تا 1390) اندازه­ گيري شد. عوامل فرسايندگي باران، فرسايش ­پذيري خاك، شيب، پوشش گياهي و عمليات حفاظتي براي هر يك از عرصه­ هاي زه‌كش تعيين شد. هدررفت خاك با استفاده از مدل RUSLE و تلفيق فن سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافيايي بر مبناي نقشه ­هاي فرسايندگي باران، فرسايش­ پذيري خاك، شيب، پوشش گياهي و عمليات حفاظتي برآورد شد. بر اساس نتايج، ميانگين هدررفت خاك براوردي (68/43 تن در هكتار در سال)، 58/6 برابر بزرگتر از ميانگين سالانه رسوب (67/8 تن در هكتار در سال) در عرصه­ هاي زه‌كش بود. كارايي مدل برابر 83/6- بود كه نشان دهنده عدم توانايي مدل در برآورد صحيح هدررفت خاك در عرصه ­هاي زه‌كش بود. اين خطاي برآورد مستقيماً به دليل بيش­برآورد عامل­هاي فرسايش خاك در منطقه بود. به نظر مي­رسد از يك سو عامل­ هاي فرسايش ­پذيري خاك، شيب و عمليات حفاظت خاك نقش مؤثري در بيش برآورد مدل دارند و از سوي ديگر متغير­هاي ديگري از قبيل شكل شيب و خصوصيات آبراهه در عرصه­ ها وجود داشته باشند كه در تعيين هدررفت خاك در منطقه مؤثر مي­باشند. اين مطالعه گام مهمي در توجه بيش‌تر به ارزيابي هدررفت خاك در عرصه­ هاي زه‌كش با مدل RUSLE مي­باشد.

Estimates of soil loss are important to issues of land and water management. Much of the soil loss information in erosion control is based on the use of the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). This study assessed use of RUSLE as a soil loss predictor on small drainage areas using sediment data. Toward this, twenty drainage areas covering the first order waterways were selected in the semi-arid Tahamchai Watershed, NW Zanjan, Iran. Sediment yield was measured using sediment volume deposited behind the check dam at the outlet of each drainage area for a 16-year study period (1995-2011). Soil erosion factors including rainfall erosivity, soil erodibility, slope, vegetation cover and conservation practices were determined for each drainage area. Soil loss was estimated using the RUSLE model integrated with RS and GIS techniques based on the maps of rainfall erosivity, soil erodibility, slope, cover crop, and conservation practices factors. Based on the results, mean annual estimated soil loss was 43.68 Mg ha-1 year-1 which was 6.58 times bigger than the mean annual sediment yield (8.67 Mg.ha-1.year-1) in the area. The model efficiency was -6.83, indicating the inability of the model to correctly predict net soil loss in the small drainage areas. The estimation error was directly related to overestimation of soil erosion factors in the area. It seems soil erodibility, slope and conservation factors to have the exaggerated estimates in the area on one hand, and some other variables such as slope shape and waterway characteristics to be also effective in controlling the soil loss in the area on the other hand. This study is an important step forward in conducting more accurate erosion evaluation of the drainage areas using the RUSLE.