بررسي نقش مناطق حائل گياهي در كاهش ميزان فرسايش و توليد رسوب با استفاده از مدل WEPP، مطالعه موردي: يك دامنه لسي زراعي در شهرك عرفان گرگان

Investigating the Role of Buffer Strips in Reducing Erosion and Sediment Using the WEPP Model: A Case Study of a Loess Hillslope in Erfan Suburb –Gorgan, Iran

وجود اراضي كشاورزي حساس لسي در جنوب و غرب شهر گرگان، شخم در جهت شيب اين دامنه‌ها و عدم موفقيت در ترويج روش‌هاي زراعي مبتني بر شخم در راستاي خطوط تراز سبب شده است كه استفاده از اقدامات كنترلي جايگزين، مانند كشت نوارهاي بافر حاشيه اراضي مورد توجه قرار گيرد. دامنه مورد مطالعه با مساحت 1/5 هكتار متشكل از 3 زمين كشاورزي متوالي و 4 منطقه بافر گياهي دائمي شامل 3 نوار حد­فاصل اراضي كشاورزي با متوسط ضخامت 7 متر و يك قطعه زمين آيش به طول 55 متر در پايين­دست دامنه مي­باشد. در اين تحقيق با استفاده از داده‌هاي باران‌نگار ثبات و ايستگاه سينوپتيك هاشم‌آباد گرگان، فايل اقليم مدل WEPP توسط برنامه BPCDG براي سال 2015 ساخته شد. همچنين به‌منظور افزايش دقت نقشه طبقات ارتفاعي دامنه، فايل شيب مدل نيز با استفاده از دوربين‌هاي نقشه‌برداري ديجيتالي با قدرت تفكيك 2/0 متر تهيه شد. براي واسنجي مدل WEPP از نتايج شبيه­ساز باران در سطح پلات استفاده شد. سپس مدل WEPP براي دو حالت با و بدون وجود نوارهاي بافر فعلي دامنه اجرا شده و نتايج آن مورد ارزيابي قرار گرفت. مدل WEPP مقدار تلفات خاك و رسوب ويژه دامنه مورد مطالعه را در سناريوي با بافرهاي دامنه به ترتيب 36/27 و 08/18 تن در هكتار در سال و در سناريوي بدون بافرهاي دامنه، به ترتيب 11/37 و 28/35 تن در هكتار در سال برآورد كرد. همچنين مدل، ارتفاع رواناب دامنه در اين دو سناريو را به ترتيب 66/32 و 54/40 ميلي­متر برآورد كرد. نتايج نشان داد كه مناطق بافري در دامنه مورد مطالعه، توانسته‌اند ميزان فرسايش و رسوب را به ترتيب 75/9 و 20/17 تن در هكتار و ارتفاع رواناب دامنه را 88/7 ميلي­متر در سال كاهش دهند؛ بنابراين مناطق بافر دامنه توانسته ­اند حجم قابل توجهي از رسوب (49 درصد) كه در مناطق پايين­دست دامنه باعث ايجاد خسارات چشمگير مي­شوند را مهار كنند.

Existence of susceptible agricultural lands with loess deposits in the South and West of Gorgan, with plowing in down-slope direction and failure in promoting contour plowing based methods have led to use alternative control practices such as cultivating buffers in the marginal lands. The under-studied hillslope with an area of 5.1 hectares includes four long agricultural lands and three permanent vegetation buffer strips between them with an average width of 7 meters and a field under fallow with 55 meters length located in the down slope. In this study, the climate files of the WEPP model were built by using the BPCDG software for the year 2015 based on the data of the recording rain-gauge in the Hashem Abad synoptic station. To increase the accuracy of the model, the slope file was created using a digital survey camera with a resolution of 0.2 meter. In order to verify the WEPP model, the plot observation data of a rainfall simulator were used. Then two cases of lack and existence of current buffer strips in the hillslope were evaluated by the WEPP model. WEPP model estimated the amount of erosion and the specific sediment for the existing buffers modes in hillslope to be 27.36 and 18.08 tons per hectare per year respectively, and for the scenario of a lack of buffer strips, they were estimated to be 37.11 and 35.28 tons per hectare per year,‌ respectively. Also, the model estimated runoff rate for the existence and lack of buffer strip scenarios to be 32.66 and 40.54 mm, respectively. The results showed that the buffer zones in the under-studied hillslope have decreased the amount of erosion and sediment to 9.75 and 17.20 tons per hectare per year respectively, as well as reduce the runoff rate 7.88 millimeter per year. Therefore, the buffer zones were able to control a significant amount of sediment (49 percent), which cause remarkable damages in the downward.