بررسي اثر روش هاي مختلف برآورد فاكتورتوپوگرافي بر تخمين ميزان رسوب خروجي از حوضه به روش RUSLE (مطالعه موردي: حوضه آبريز باراجين، قزوين)

Evaluating the effect of different methods for calculating topographic factor on sediment delivery rate based on RUSLE model (Case study: Barajin catchment, Qazvin)

يكي از مهم‌ترين روش‌هاي محاسبه فرسايش در سطح حوضه و رسوب خروجي از آن استفاده از مدل RUSLE مي‌باشد. بررسي تحقيقات گذشته در زمينه كارائي اين مدل حاكي از اهميت بسيار بالاي فاكتور توپوگرافي كه خود متشكل از دو عامل شيب و طول شيب مي‌باشد، دارد. تاكنون روابط متعددي براي محاسبه اين فاكتور توسعه داده شده است كه انتخاب مناسب‌ترين رابطه براي تخمين آن موجب ايجاد سردرگمي براي محققين مي‌گردد. لذا پژوهش حاضر با هدف بررسي روشهاي مختلف برآورد فاكتور توپوگرافي و نيز اثر توان تفكيك مدلهاي رقومي ارتفاعي (DEMs) بر مقدار رسوب محاسبه شده توسط مدل RUSLE در حوضه آبريز باراجين به انجام رسيده است. همچنين لازم به ذكر است كه براي ارزيابي مدل مذكور در تخمين رسوب خروجي از حوضه، از منحني سنجه رسوب بدست آمده از داده‌هاي رسوب مشاهداتي در ايستگاه هيدرومتري باراجين استفاده شده است. نتايج حاكي از آن است كه استفاده از روابط مختلف، خطايي در حدود 2 تا بيش از 400 درصد در مقدار رسوب خروجي از حوضه ايجاد مي‌نمايد. همچنين نتايج نشان داد كه روابط ارائه شده توسط McCool و همكاران و Moore and Burch با دارا بودن خطاي نسبي كمتر از 10 درصد بهترين روابط براي محاسبه فاكتور توپوگرافي در حوضه‌هاي پرشيب مي‌باشند. ارزيابي اثر توان تفكيك DEM نيز حاكي از تاثير قابل توجه آن بر مقدار رسوب خروجي از حوضه مي‌باشد.

One of the most widely used method for estimation of erosion over the catchment and the sediment delivery from the catchment is revised universal soil loss equation (RUSLE). Several studies have been carried on the importance of topographic factor (LS) which includes slope steepness and slope length factors. Over the past decades, different methods have been developed for calculation of topographic factor and hence, choosing the best one is a confusing and challenging issue. Moreover, by increasing of geographic information system (GIS) application in hydrological modeling, mathematical calculations on grid-based datasets can easily be done in GIS environ. Due to depending on grid-based datasets, RUSLE model is influenced by several factors which among them, the effect of DEM resolution and the method of LS estimation are the most important ones. This research addresses the effects of all important factors on sediment delivery load at the outlet of the Barajin catchment by coupling RUSLE model and GIS environ. Also, in order to evaluate the efficiency of this model, mean annual sediment delivery load is calculated by analyzing discharge-sediment curve and observed data at Barajin hydrometric station between 1987 and 2015. Findings show that using different methods for estimation of LS factor without considering their limitations leads to a significant relative error (RE) in the calculation of sediment delivery load. Furthermore, McCool et al equation, due to a RE of lower than 10% in estimating the sediment delivery load, is the best method for calculation of LS factor.