ارزیابی فرسایش خاک و تولید رسوب با به کارگیری مدل پسیاک اصلاحی و GIS در حوضه آبریز عشق آباد- سوله (جنوب باختر قوچان)

نویسندگان

1 مربی گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، مجتمع آموزش عالی گناباد، گناباد

2 استاد گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

3 استادیار گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

4 دانشجوی دکترا رسوب‌شناسی و سنگ‌شناسی رسوبی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان

5 دانش‌آموخته دکترا رسوب‌شناسی و سنگ‌شناسی رسوبی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان

چکیده

فرسایش خاک در حوضه آبریز و رسوب­زایی حاصل از آن یکی از مشکلات اصلی محیطی در ایران است. هدف از این مطالعه استفاده از مدل پسیاک اصلاحی و کاربرد GIS به منظور به کمینه رساندن خطاهای احتمالی در ارزیابی فرسایش خاک و رسوب­زایی در حوضه آبریز عشق­آباد- سوله است. ناحیه مورد نظر در جنوب باختر قوچان قرار دارد و دارای مساحت 36/81 کیلومتر مربع و شکلی کشیده ­است. این حوضه در زون بینالود قرار گرفته و دارای توالی نسبتاً ستبری از سنگ­های رسوبی و آتشفشانی است. لایه­های اطلاعاتی مدل پسیاک اصلاحی متشکل از 9 عامل موثر در فرسایش و رسوب­زایی حوضه آبریز است که بوسیله رقومی شدن و رده­بندی اطلاعات پایه در برنامه GIS تهیه شدند. از مجموع لایه­های اطلاعاتی بدست آمده نقشه نهایی فرسایش تهیه شد. نتایج مدل پسیاک اصلاحی نشان می­دهد که 79/46% معادل 17/3807 هکتار در رده IV رده­بندی فرسایش با رسـوب­زایی زیاد و 2/53% معادل 32/4329 هکـتار در رده III با رسوب­زایی میانگین طبقه­بندی می­شود. میانگین تولید رسوب بر اساس مدل پسیاک اصلاحی به ترتیب 04/5 تن در هکتار و 84/2 تن در هکتار محاسبه شد. مقایسه میانگین رسوب تولیدی در حوضه با میانگین داده­های نزدیک­ترین ایستگاه رسوب­سنجی نتایج نسبتا قابل قبولی را در بکارگیری روش پسیاک اصلاحی بدست می­دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of soil erosion and sediment yield using Mpsiac model and GIS in the Eshghabad-Sule watershed (SW of Quchan)

نویسندگان [English]

  • Y. Nasiri 1
  • S. Taghdisi 1
  • M. H. Mahmudy Gharaie 2
  • A. Mahboubi 2
  • M. Khanehbad 3
  • M. Sedaghatnia 4
  • E. Paseban 5
چکیده [English]

Soil erosion and sediment yield is one of the main environmental problems in watersheds of Iran. The purpose of this study is using Mpsiac model and GIS to minimize the probable errors in soil erosion evaluation and sediment yield in the Eshghabad-Sule watershed. This area is located in the southwest of ​​ Quchan, and it has 81.365 km2 area and posses an elongate form. This basin is located in the Binaloud structural zone, and has relatively thick sequence of volcanic and sedimentary rocks. Data layers of Mpsiac model are comprised of nine effective factors in erosion and sediment yield in the watershed that were obtained by digitalizing and classifying the basic information data in GIS program. The final erosion map was obtained from all information layers. The results of Mpsiac model indicate that 46.79% (3807.1751hec) was classified at IV class with high sedimentation and 53.2% (4329.3249 hec) was classified at class III of erosion category with medium sedimentation. The mean sediment yield was calculated as 5.04 and 2.844 ton/hec by mpsiac model, respectively. The comparison of mean sediment in this watershed with mean data from the nearest hydrometery station gives acceptable results using Mpsiac method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Erosion
  • Sediment yield
  • GIS
  • MPSIAC
احمدی، ح (1374) ژئومورفولوژی کاربردی، جلد اول (فرسایش آبی)، انتشارات دانشگاه تهران، 180 ص.
امینی، ب.، خان­ناظر، ن (1377) نقشه زمین­شناسی مشکان مقیاس 1:100000. سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
تقدیسی­نیکبخت، س.، محبوبی، الف.، محمودی­قرائی، م. ح.، خانه­باد، م.، پاسبان، ع (1389) بررسی پیوستگی­های رسوبی در طول رودخانه عشق­آباد – سوله (جنوب­باختر قوچان). مجموعه مقالات چهاردهمین همایش انجمن زمین­شناسی و بیست و هشتمین گردهمایی علوم­زمین، 25-28 شهریور 1389، دانشگاه ارومیه.
تقدیسی­نیکبخت، س.، محبوبی، الف.، محمودی­قرائی، م. ح.، خانـه­باد، م.، پـاسـبان، ع (1389) ارزیـابـی نقـش زمین­شناسی در مدل اصلاح شده پسیاک در  تولید رسوب در حوضه آبریز عشق­آباد – سوله (جنوب­باختر قوچان) با استفاده از GIS. چهارمین هـمایش ملی زمین­شناسی دانشگاه پیام­نور مشهد، ص 1168-1191.
تقدیسی­نیکبخت، س.، محمودی­قرائی، م. ح.، محبوبی، الف.، خانه­باد، م.، پاسبان، ع (1389) رخساره­های رسوبی و عناصر ساختاری حوضه آبریز عشق­آباد- سوله (جنوب  باختر قوچان). چکیده مجموعه مقالات بیست و نهمین گردهمایی علوم­زمین، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی ایران، 26-27 بهمن، ص 60.
رزمجو، پ.، بیرودیان، ن.، چرخابی، الف. ح (1383) بررسی کارایی مدل پسیاک اصلاح شده در برآورد مـیزان رسوب­دهی ناحیه البرز جنوبی. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، سال یازدهم شماره اول، ص 137-146.
رفاهی، ح (1385) فرسایش آبی و کنترل آن. انتشارات دانشگاه تهران، چاپ پنجم، 551 ص.
سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح (1966) عکس­های هوایی سیاه و سفید مقیاس 1:20000. بلوک 79، رن 3 (عکس­های 17 و 19)، رن 4 (عکس­های 19 و 21)، رن 6 (عکس­های 21، 23 و 25)، رن 7 (عکـس­هــای 19، 21 و 23) و رن 8 (عکس­های 21 و 23. 12برگ.
سازمان نقشه­برداری کشور (1361) نقشه­های توپوگرافی مقیاس 1:25000. شماره­های 7663 NW،7663 NE،7663 SW، 7663 SE. اداره جغرافیایی ارتش. چاپ یکم. چهار ورقه. شرکت آب منطقه­ای خراسان رضوی، (1392) داده­های ایستگاه رسوب­سنجی چکنه، 1 ص.
ضیائی، ح. الف (1380) اصول مهندسی آبخیزداری. انتشارات دانشگاه امام رضا، 542 ص.
فیض­نیا، س (1387) رسوب­شناسی کاربردی با تاکید بر فرسایش خاک و تولید رسوب، 363 ص.
گـزارش­هـای پوشـش­گیاهی، هواشـناسی، هـیدرولوژی، خاک­شناسی و فرسایش حوضه آبریز عشق­آباد- سوله (1389) شرکت دلتاسازه سناباد. اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان خراسان رضوی.
غضنفری، پ.، یونس­زاده جلیلی، س.، قلی­پوری، ش (1393) بررسی پتانسیل رسوب­دهی حوضه­های آبخیز خور و سفیدارک (هشتگرد، کرج) با نگرشی ویژه به اختلاف میان دو مدل EPM و پسیاک اصلاحی. نشریه رسوب­شناسی کاربردی، دوره 2، شماره 3، ص 74-87.
محبوبی، الف.، پاسبان، ع.، محمودی­قرایی، م. ح.، خانه­باد، م.، تقدیسی نیک­بخت، س (1392) کاربرد مدل پسیاک اصلاحی و GIS در برآورد میزان فرسایش: مثالی از حوضه آبریز سرغایه – سرنیش جنوب مشهد. نشریه رسوب­شناسی کاربردی، دوره 1، شماره 1، ص 87-99.
Bartsch, K. P., Van Miegroet, H., Boettinger, J., Dobrwolski, J. P (2002) Using empirical erosion models and GIS to determine erosion risk at Camp Williams. Journal of Soil and Water Conservation, 57: 29–37.
Daneshfaraz, R., Rahmati, M., Akbari Moghanjiq, P (2017) Soil erosion and sediment mapping in Aidoghmoush watershed using Mpsiac model and GIS and RS technologies. Environmental Resources Research, 5(1): 35-49.
Falcone, J. A., Carlisle, D. M., Weber, L. C (2009) Quantifying human disturbance in watersheds: variable selection and performance of a GIS-based disturbance index for predicting the biological condition of perennial streams. Ecological Indicators
Jalalian, A., Ghahsareh, A. M., Karimzadeh, H. R (1997) Soil erosion estimation for some watershed in Iran. International Conference on Land, Degradation. Adana Turkey.
Johnson, C. W., Gebhardt, K. A (1982) Predicting sediment yield from Sagebrush Rangelands. U.S. Dept. of Agriculture, SEA. Agricultural Research Service. Agricultural Reviews and Manuals. AEW-Western Series, 26: 145-156.
Heshmati, M., Arifin, A., Shamshuddin, J., Majid, N. M (2012) Predicting N, P, K and organic carbon depletion in soils using Mpsiac model at the Merek catchment, Iran. Geoderma, 175 –176: 64 – 77.
Lopez, V. L., Folliott, P. F., Baker, M. B (2001) Impact of vegetative practices on suspended sediment from watershed of Arizona. Water Recourses Planning and Management, 121: 41-47.
Mahboubi, A., Taghdisi Nikbakht, S., Mahmudi Gharaee, M. H., Khanehbad, M., Paseban, E (2011) Erosion and sedimentation modeling by Mpsiac method and GIS, A case study of Iran. 23rd Colloquium of African Geology. Abstracts volume. January 8-14. University of Johannesburg.Republic of South Africa. 253 p.
Nikkami, D., Elektorowicz, M., Mehuys, G (2002) Optimizing the management of soil erosion. water Quality Resource Journal of Canada, 37(3): 577-586.
Ouyang, D., Bartholic, J (2001) Web-Based GIS application for soil erosion prediction. Proceedings of an international symposium - Soil Erosion Research for the 21st Centur Honolulu. HI.
Safamanesh, R., Sulaiman, W. N. A., F. Ramli, M (2006) Erosion Risk Assessment Using an Empirical Model of Pasific South West Inter Agency Committee Method for Zargeh Watershed. Iran. Journal of Spatial Hydrology, 6(2): 105-120.
Szilassi, P. G., Van Romapaey, J. A., Csillag, G (2006) Impacts of historical land use changes on erosion and agricultural soil properties in the KaliBasin at Lake Balaton. Hungary. Carena, 68: 96-108.
Tenerelli, P., Carver, S (2012) Multi-criteria, multi-objective and uncertainty analysis for a gro-energy spatial modelling. Applied Geography, 32(2): 724 -736.
Wijeskera, S., Samarakoon, L (2002) Extraction of parameters and modeling soil erosion using GIS in a grid environment. Colombo: Sri Lanka Publishing Company.
Xu, E., Zhang, H (2013) Spatially-explicit sensitivity analysis for land suitability evaluation. Applied Geography, 45: 1-9.