تخمین فرسایش خاک بخشی از حوضه آبخیز سد قشلاق با استفاده از مدل Thornes

سابقه و هدف: تعیین مقدار فرسایش خاک و همچنین توزیع مکانی آن، می تواند اعمال مدیریت مناسب جهت کاهش مسائل و مشکلات ناشی از فرسایش را به طور موثری مهیا سازد. تعیین مستقیم فرسایش خاک مستلزم وقت و هزینه زیادی بوده و نتایج حاصل از آن نیز اغلب منطقه ای و محدود می باشد. این موضوع سبب گردیده که مدل های مختلفی جهت برآورد فرسایش خاک و تولید رسوب ارائه شود. به دلیل محدودبودن و کم بودن اطلاعات اکثر حوضه های آبخیز کشور، استفاده از مدل هایی که نیاز به ورودیهای نسبتا کمی دارند نسبت به مدل های با ورودی های زیاد، منطقی به نظر می رسد. در کنار مدل های تجربی و فرایندی، تعدادی از مدل-های تخمین فرسایش باعنوان مدل های ترکیبی (هیبرید) شناخته شده اند. یکی از مدل های ترکیبی، مدل Thornes بوده که نیاز به داده-های ورودی نسبتا کمی داشته و در ارتباط با این مدل پژوهشی در ایران صورت نگرفته است. از این رو، این تحقیق با هدف پهنه بندی میزان فرسایش خاک و بار رسوب در بخشی از حوضه آبخیز سد قشلاق سنندج با استفاده از مدل Thornes به کمک سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سنجش از دور (RS) انجام شد.مواد و روشها: با استفاده از روش نمونه برداری تصادفی طبقه بندی شده، ۲۰۰ نمونه خاک جمع آوری شده و پارامترهای بافت خاک، توزیع اندازه ذرات، کربن آلی و کربنات کلسیم معادل خاک در آزمایشگاه با روش های معمول اندازه گیری گردید. جهت تعیین پارامترهای ورودی مدل مورد بررسی از نتایج آزمایشگاهی، تصاویر ماهواره لندست ۸ در طول یک دوره ۶ ساله و برخی داده های هواشناسی شامل بارندگی منطقه، تبخیرو تعرق پتانسیل و فرکانس بارندگی استفاد شد. در نهایت به کمک نرم افزارهای ArcMap، Saga GIS و ENVI پارامترها و نقشه های مورد نیاز مدل تهیه گردیدند. نسبت تحویل رسوب (SDR) حوضه نیز با فرض اینکه نسبت تحویل رسوب (SDR)، تابعی از زمان حرکت رواناب سطحی از سلول های حوضه به نزدیکترین کانال پایین دست است برآورد گردید.یافته ها: نتایج نشان داد میانگین سالیانه فرسایش برآوردی مدل Thornes، ۰.۷۶میلی متر در سال یا ۱۰.۲۴ تن در هکتار در سال (با فرض جرم ویژه ظاهری ۱.۴ گرم بر سانتی متر مکعب) بوده و باتوجه به SDR محاسبه ای برای کل حوضه، میزان رسوب برآوردی توسط مدل، ۴.۳۴ تن در هکتار در سال محاسبه گردید. نتایج مدل Thornes نشان داد که حساسیت این مدل به برخی پارامترها از جمله، تبخیر و تعرق پتانسیل و ظرفیت نگهداری آب بالقوه بسیار زیاد بوده و تغییرات کوچکی در این پارامترها سبب تغییر زیادی در نتایج شده که خود سبب کاهش کارایی مدل خواهد شد. نتیجه گیری: باتوجه به مطالعات عرصه ای و مشاهده وضعیت فرسایش و رسوب و همچنین برطبق آمار بلندمدت رسوب خارج شده از حوضه (۱/۳ تن در هکتار در سال)، به نظر می رسد مدل Thornes برآورد نسبتا قابل قبولی از وضعیت فرسایش در بخش های زیادی از حوضه مورد مطالعه داشته است. هرچند نوع مدل انتخابی جهت تخمین نسبت تحویل رسوب و نهایتا بار رسوب می تواند در تعیین کارایی مدل تاثیرگذار باشد. باتوجه به اینکه این مدل به داده های نسبتا کمی نیاز داشته، ممکن است بتوان از آن برای پیش بینی فرسایش در حوضه های فاقد اطلاعات یا با اطلاعات ضعیف استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

نسبت تحویل رسوب ، مدل های ترکیبی (هیبرید) ، سامانه اطلاعات جغرافیایی ، سنجش از دور