مقايسه و ارزيابي كارائي مدل‌هاي RUSLE و RUSLE2 در برآورد هدررفت خاك در دامنه‌هاي مرتعي حوضه خامسان كردستان

Comparison and Evaluation of RUSLE and RUSLE2 Models in Soil Loss Estimation at Rangeland Hillslopes of Khamesan Watershed, Kurdist

مطالعه اخير جهت ارزيابي مدل­ هاي RUSLE و RUSLE2 در تخمين هدررفت خاك در دامنه‌هاي مرتعي داراي مقادير قابل توجهي قطعات سنگي در حوضه خامسان با به­كار بردن داده‌هاي بارندگي­ هاي طبيعي صورت گرفت. جهت نيل به اين هدف، رواناب و رسوب حاصل از 24 رخداد منجر به رواناب در طول سه سال (1389 تا 1392) در 18 كرت با ابعاد 24 متر طول و 1/8 متر عرض اندازه­ گيري شد (شش دامنه- سه كرت در هر دامنه). همزمان داده‌هاي ورودي مورد نياز دو مدل از جمله خصوصيات خاك، پوشش گياهي و پوشش زمين در طول اين مدت بررسي و ثبت گرديد. هر دو مدل به ­ويژه مدل RUSLE2 مقادير ميانگين سالانه هدررفت خاك را با وجود بيش برآورد نمودن، نسبتاً به خوبي تخمين زدند. نتايج نشان داد كه دو مدل به ­ويژه مدل RUSLE2 قادر هستند تا مقادير هدررفت خاك تك رخدادها بخصوص بارندگي­هايي كه شاخص فرسايندگي پايين‌تري دارند را به ميزان نسبتاً قابل قبولي پيش بيني نمايند (R2(RUSLE)=0.25, R2(RUSLE2)=0.53; EF(RUSLE)=0.23, EF(RUSLE2)=0.53). واسنجي پارامتر فرسايش ­پذيري منجر به بهبود تخمين هدررفت خاك به ميزان قابل توجهي در دو مدل شد (R2(RUSLE)=0.69, R2(RUSLE2)=0.82; EF(RUSLE)=0.63, EF(RUSLE2)=0.80). مقايسه نتايج تخمين­ هاي دو مدل نشان داد كه در تمامي حالات مورد بررسي، مدل RUSLE2 نسبت به RUSLE، كارايي بالاتري داشت. با توجه به خصوصيات دامنه‌هاي مورد بررسي، به نظر مي‌رسد تغييراتي كه در مدل RUSLE2 نسبت به RUSLE اعمال شده، سبب برآوردهاي بهتر مدل RUSLE2 شده است. نتايج نشان داد به ­طور كلي در دامنه‌هاي با پوشش سنگي بالاتر و مقادير آهك بيش­تر، كارايي دو مدل بدون واسنجي نسبت به دامنه‌هاي ديگر پايين‌تر بود. اين نتيجه نشان مي‌دهد كه تحقيقات بيش­تري جهت بررسي تأثير اين عوامل بر برآورد هدررفت خاك در دو مدل به ­ويژه RUSLE مورد نياز است.

This study was carried out to evaluate the RUSLE and RUSLE2 models for predicting soil loss in stony rangeland hillslopes of Khamesan Watershed using event data obtained from natural rainfall. For this purpose, total runoff and soil loss were measured during three years (2011-13) in 18 plots, 24 m long by 1.8 m wide (six hillslopes with three replicates). The input data for both models were measured and monitored including soil characteristics, plant cover, ground cover, etc. Twenty-four rainfall events were examined during the study period. Two models, particularly RUSLE2, estimated average annual soil loss relatively well, despite the overestimation. The results showed that both models, especially RUSLE2, was able to estimate single events soil loss relatively acceptable, especially in rainfalls with lower erosivity index (R2 (RUSLE)=0.25, R2 (RUSLE2)=0.53; EF(RUSLE)=0.23, EF(RUSLE2)=0.53). Calibration of the erodibility factor in two models led to considerable improvement of model efficiency (R2 (RUSLE)=0.69, R2 (RUSLE2)=0.82; EF(RUSLE)=0.63, EF(RUSLE2)=0.80). Comparison of the estimations of the two models showed that, in all studied situations, RUSLE2 model had higher efficiency than RUSLE. It seems that with respect to characteristics of the studied hillslopes (sonnies), the improvements of RUSLE2 model relative to RUSLE have led to better estimates by this model. Generally, the results showed that in hillslopes with higher rock fragments cover and lime content, efficiency of non-calibrated form of the two models was lower than other hillslopes. This result shows that more research is needed to examine the effect of these parameters on estimation of soil loss by the two models, especially for RUSLE.