تحليل مقايسه‌اي اثر روش‌هاي محاسباتي مختلف برآورد عامل توپوگرافي بر ميزان و توزيع مكاني هدررفت خاك در حوزه آبخيز شازند

Comparative analysis of the effect of different algorithms for calculating the topographic factor on the amount and spatial distribution of soil erosion in the Shazand Watershed, Iran

فرسايش خاك به ­‌عنوان يك موضوع مهم در پژوهش‌­هاي حفاظت آب و خاك است كه تحت تأثير عوامل انساني و طبيعي است. بنابراين، آگاهي از ميزان فرسايش خاك، امكان شناسايي نواحي بحراني و اولويت­‌بندي اقدامات اجرايي را فراهم مي‌كند. يكي از عوامل مؤثر در ارزيابي فرسايش خاك، طول و درجه شيب است كه محاسبه آن با استفاده از روش‌هاي محاسباتي مختلف امكان­‌پذير بوده و در عين‌حال انتخاب مناسب‌­ترين رابطه براي تخمين آن از اهميت زيادي برخوردار است. حال آن‌كه تا كنون مقايسه كارايي روش‌هاي مختلف در تخمين آن‌ها مورد توجه كافي قرار نگرفته است. بنابراين، در پژوهش حاضر با هدف محاسبه عامل توپوگرافي و بررسي تأثير آن بر ميزان هدررفت خاك در حوزه آبخيز شازند از چهار روش‌ محاسباتي متداول مورد استفاده در سامانه اطلاعات جغرافيايي شامل Renard و همكاران (1997)، Desmet و Govers (1996)، Moore و همكاران (1991) و Böhner و Selige (2006) انجام شده است. براي ارزيابي نتايج حاصل از محاسبه فرسايش خاك با استفاده از روش‌هاي محاسباتي مذكور، از نتايج حاصل از اندازه‌گيري مستقيم طول شيب روي نقشه توپوگرافي استفاده شد. نتايج به­دست آمده از اين پژوهش، ضمن تائيد اختلاف حدود 15 برابري نشان داد كه متوسط ميزان هدررفت خاك در حوزه آبخيز شازند، با استفاده از روش‌هاي محاسباتي Renard و همكاران (1997)، Desmet و Govers (1996)، Moore و همكاران (1991) و Böhner و Selige (2006) در صورت ثبات ساير عوامل در رابطه جهاني فرسايش خاك تجديدنظر شده، به‌ترتيب 4.95، 19.47، 1.73 و 1.34 تن بر هكتار بر سال بوده است. با توجه به محاسبه طول شيب به‌عنوان كوتاه‌ترين پاره‌خط بين خط‌الرأس تا خط‌القعر از روي نقشه توپوگرافي و نيز عامل شيب، عملكرد روش Desmet و Govers (1996)، در محاسبه عامل توپوگرافي بهتر از ساير مدل‌ها ارزيابي شد. يافته‌هاي پژوهش حاضر مشخصاً بر ضرورت انتخاب شيوه مناسب برآورد عوامل ورودي در تخمين فرسايش خاك تأكيد دارد.

Soil erosion is an important subject in water and soil conservation researches which is influenced by natural and anthropogenic factors. Hence, knowledge on soil erosion amount enables the identification of critical areas and prioritization of measures. One of the effective factors in the evaluation of soil erosion is slope and length (LS) which could be calculated using different methods and algorithms, so the selection of the best method to provide proper estimation is important. However, the comparison of the performance of the different estimation methods has not been sufficiently considered. Therefore, the present study was conducted to calculate the LS factor and evaluate its effect on estimations of soil erosion in the Shazand Watershed using four common algorithms viz. Renard et al. (1997); Desmet and Govers (1996); Moore et al., 1991, and Böhner and Selige (2006) in geographical information system. The results of this study while confirming the difference of about 15 times among performances of various algorithms, indicated that the mean soil erosion using the algorithm of Renard et al. (1997); Desmet and Govers (1996); Moore et al. (1991), and Böhner and Selige (2006) were 4.95, 19.47, 1.73, 1.34 t ha-1 yr-1 in case of the stability of other factors of RUSLE model. Considering the calculated amounts of slope length on the topographic map, the Desmet and Govers (1996) algorithm performed better than other algorithms in LS calculation for the study watershed. It clearly verified the necessity of selecting pertinent procedures for the calculation of input factors for the precise estimation of soil erosion.