به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « soil erosion » در نشریات گروه « جغرافیا »

تکرار جستجوی کلیدواژه «soil erosion» در نشریات گروه «علوم انسانی»
  • عقیل مددی*، صیاد اصغری سراسکانرود، حسین حاجت پورقلعه رودخانی

    هدف این تحقیق آشکارسازی تغییرات کاربری و تخریب پوشش جنگلی و اثرات آن بر فرسایش خاک، در حوضه آبریز قلعه رودخان می باشد. بدین منظور ابتدا تغییر کاربری های صورت گرفته بین سال های 1371 تا 1402 با استفاده از تصاویر لندست و تکنیک طبقه بندی شی گرا استخراج شد و به کلاس های (کشاورزی، جنگل، مرتع، عوارض آبی و مسکونی) طبقه بندی شدند. در مرحله بعد، با شناسایی عوامل موثر در فرسایش منطقه و تهیه لایه های اطلاعاتی هر معیار در GIS، استانداردسازی لایه ها با استفاده از تابع عضویت فازی، وزن دهی معیارها با استفاده از روش کرتیک و مدل سازی نهایی با استفاده از روش تحلیل چند معیاره مارکوس انجام شد. بررسی تغییرات کاربری حوضه نشان می دهد که پوشش جنگلی در سال 1371، با وسعت 17/222 کیلومترمربع ، بیشترین مساحت را در بین کاربری ها داشته که در سال 1402 وسعت آن به 03/205 کیلومترمربع کاهش یافته است. همچنین با نظر به نتایج حاصله؛ کاربری مسکونی با افزایش 17/27 کیلومترمربعی، بیشترین تغییر را در طول بازه زمانی 30 ساله مورد مطالعه داشته است. با توجه به نقشه پهنه بندی فرسایش نیز به ترتیب؛ مساحت طبقه با پتانسیل فرسایش بسیار زیاد و زیاد از 04/18 و 05/31 درصد در سال 1371 به 52/22 و 34/32 درصد در سال 1402، افزایش پیدا کرده است. با توجه به نتایج به دست آمده می توان، کاهش پوشش جنگلی و تبدیل آن به مناطق مسکونی، اراضی کشاورزی و مراتع، همچنین؛ تبدیل اراضی کشاورزی به مناطق مسکونی و افزایش کاربری مسکونی و زراعی در حریم و بستر رودخانه ها، را مهم ترین عوامل دخیل در افزایش پتانسیل فرسایش خاک حوضه، دانست.

    کلید واژگان: فرسایش خاک, تغییرات کاربری, تحلیل چندمعیاره, سنجش از دور, قلعه رودخان, شمال ایران}
    Aghil Madadi *, Sayyad Asghari Saraskanrood, Hossein Hajatpourghaleroodkhany

    Monitoring of land use changes and destruction of vegetation as one of the dominant parameters in soil erosion is one of the important issues for assessment and control in natural resource management. The Hyrcanian forests of Gilan province, over the past years, have deteriorated due to neglect and have taken on a different face. So; The purpose of this research is to reveal the changes in land use and the destruction of forest cover and its effects on soil erosion in the watershed of Ghaleroodkhan Fuman. For this purpose, the changes in land use that took place between 1371 and 1402 were extracted using Landsat images and object-oriented classification techniques and were classified (agriculture, forest, pasture, water, and residential). In the next step, by identifying the effective factors in the erosion of the area and preparing the information layers of each criterion in GIS, the standardization of the layers was done using the fuzzy membership function, the weighting of the criteria using the CRITIC method and the final modeling was done using the MARCOS multi-criteria analysis method. The study of the changes in watershed use shows that the forest cover in 1992, with an area of 222.17 square kilometers, had the largest area among the land uses, and in 2023, its area decreased to 205.03 square kilometers. Also considering the results; Residential use with an increase of 27.17 square kilometers has changed the most during the 30 years of study. According to the erosion zoning map, respectively; The area of the floor with very high and high erosion potential has increased from 18.04 and 31.05 percent in 1992 to 22.52 and 32.34 percent in 2023. According to the obtained results, it is possible to reduce the forest cover and convert it into residential areas, agricultural lands, and pastures, as well; He considered the conversion of agricultural lands to residential areas and the increase of residential and agricultural use in the boundaries and riverbeds as the most important factors involved in increasing the soil erosion potential of the basin.

    Keywords: Soil Erosion, Land Use Changes, Multi-Criteria Analysis, Remote Sensing, Ghaleroodkhan}
  • سید مسعود سلیمان پور*، مریم نعیمی، امید رحمتی، محبوبه معتمدنیا

    فرونشست زمین یک رخداد زمین شناسی است که بروز سایر بلایای ثانویه که می تواند بر تولید و زندگی انسان تاثیر منفی بگذارد را منجر می شود. افزایش برداشت از منابع آب زیرزمینی، فرونشست را به دنبال خواهد داشت که آخرین مرحله بیابان زایی محسوب می شود. لذا هدف این پژوهش ارزیابی وضعیت بیابان زایی توسط مدل IMDPA بر اساس دو معیار آب زیرزمینی و فرونشست در حوزه آبخیز رفسنجان می باشد. به منظور ارزیابی شدت بیابان زایی توسط این مدل، از شاخص های افت سطح آب زیرزمینی، نسبت جذب سدیم و هدایت الکتریکی تحت معیار آب زیرزمینی و از شاخص میزان فرونشست به عنوان معیار فرونشست زمین استفاده شد. شاخص های مورد نظر پس از امتیازدهی و طبقه بندی، پهنه بندی شدند. معیار فرونشست، با استفاده از نقشه فرونشست تهیه شده از تصاویر ماهواره ای سنتینل 1 در سال آبی 1394-1395، مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس نقشه نهایی وضعیت بیابان زایی از هم پوشانی نقشه های معیار آب زیرزمینی و فرونشست زمین بر اساس میانگین هندسی معیارها به دست آمد. نتایج این پژوهش نشان داد که بر اساس معیار آب زیرزمینی میانگین هدایت الکتریکی، سدیم قابل جذب و افت سطح تراز آب، به ترتیب 4/9351، 28/12 و 54 سانتی متر با امتیازهای چهار، یک و چهار در وضعیت بیابان زایی خیلی شدید، کم و شدید قرار دارد. مطابق شاخص فرونشست، این میزان در منطقه بین هفت تا کم تر از یک سانتی متر در سال متغیر بوده است. بر اساس شدت بیابان زایی از منظر معیار آب زیرزمینی مشخص شد که حدود 74/2، 07/59، 15/37 و 02/1 درصد از این حوزه آبخیز در طبقه های کم، متوسط، شدید و خیلی شدید قرار دارد. در نهایت، شدت بیابان زایی بر طبق دو معیار، در سه طبقه کم، متوسط و شدید قرار می گیرد که بیش ترین سطح مربوط به شدت متوسط می باشد. نتایج این پژوهش منجر به شناخت دقیق معیار و شاخص های موثر در وقوع بیابان زایی در حوزه آبخیز مورد مطالعه شده است. این شناخت می تواند به عنوان ابزاری مناسب برای دستیابی به ارائه مدیریت مناسب و برنامه ریزی صحیح و اصولی برای جلوگیری از تسریع این پدیده مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: افت سطح آب زیرزمینی, تخریب زمین, فرسایش خاک, نسبت جذب سدیم, هدایت الکتریکی}
    Seyed Masoud Soleimanpour*, Maryam Naeimi, Omid Rahmati, Mahboobeh Moatamednia
    Introduction

    Desertification in arid and semi-arid areas is an invisible and very dangerous phenomenon, and if it continues, it leads to the destruction of the land and the loss of renewable natural resources. Several factors play an effective role in the occurrence of desertification in a region, among which the phenomenon of land subsidence can be mentioned. Land subsidence is a geological process that occurs in a long-term balance and coordination between human activities and the hydrogeological environment. Today, land subsidence caused by the extraction of underground water has become a global problem, and it can even be the site of other hazards and threaten the society. The challenge of establishing a balance between groundwater consumption and land subsidence control is essential for sustainable development and curbing desertification. In order to meet their needs, including agriculture, industry and drinking, human societies depend on underground water sources and provide the required water through underground water. These conditions have become more severe in Iran due to its location in the arid and semi-arid belt, along with the improper distribution of rainfall with excessive extraction of underground water. In Iran, this phenomenon has extensive ecological, economic, social and environmental consequences due to the multiplicity, extent and complexity of the environmental and human factors that cause desertification. Hence, the precise monitoring and analysis of the intensity of desertification is of great importance for risk assessment and risk assessment. Therefore, it is necessary to know the criteria and indicators effective in the occurrence of desertification in order to achieve a model that can monitor the intensity of desertification in order to manage and plan the desert areas correctly and on principles. For this purpose, the aim of this research is to evaluate the state of desertification by IMDPA model based on two criteria of underground water and subsidence in the Rafsanjan watershed located in the northwest of Kerman province.

    Methodology

    In this research, two criteria of underground water and subsidence rate were used as key criteria to prepare the desertification intensity map. According to the available information and the goals of this research, the criteria of underground water were scored based on electrical conductivity indicators, sodium absorption ratio, and groundwater level drop. For the subsidence criterion, the subsidence rate index was used in the year 2014-2015. In the next stage, a weight between 1 and 4 was given to each index based on its effect on desertification. The weighting is linear and equal in proportion; So that value 1 is the best and value 4 is the worst weight. Zoning of the mentioned indicators was also done by geographic information system and interpolation methods. The subsidence criterion was evaluated using the subsidence map prepared from Sentinel 1 satellite images in the year 2014-2015. In the end, the final map of the desertification situation was obtained according to the IMDPA model and based on the geometric mean of the criteria.

    Results

    The average electrical conductivity measure in Rafsanjan watershed was 9351.4, which with a score of 4, is in a very severe desertification situation. Also, in terms of absorbable sodium, this watershed with an average of 12.28 and a score of 1, put it in a state of low desertification. In addition, according to the results of the groundwater quantity criterion based on the average level drop for the aquifer located in the Rafsanjan watershed, it was determined that the average drop of groundwater is about 54 cm with a score of 4, and is in a severe state of desertification. The subsidence of the aquifer located in the Rafsanjan watershed has varied from seven to less than one centimeter per year. Also, based on the average values, the average subsidence in the water year 1394-1395 in the region was in the low category with an average of -1.25 and a score of 1. Examining the areas with subsidence and the level of the drop in the underground water level showed that the drop in the underground water level can be considered as the main reason for the subsidence in the Rafsanjan aquifer. The overlap of three indicators of groundwater criteria, including: electrical conductivity, sodium absorption ratio and level drop, showed that 2.74, 59.07, 37.15 and 1.02 percent of Rafsanjan watershed are in low, medium, severe and There is a lot of desertification. Also, the overlap of the underground water and land subsidence criteria showed that the intensity of desertification is placed in three levels: low, moderate and severe, and the highest level corresponds to the moderate severity.

     Discussion & Conclusions

    Rafsanjan watershed is one of the critical areas of subsidence. For this purpose, it is very important to evaluate land degradation caused by subsidence and drop in the underground water level in the Rafsanjan watershed. The results of this research confirm that according to the underground water criteria, the average electrical conductivity, absorbable sodium, and the drop in the water level of the region are in very severe, low, and severe desertification. In addition, in terms of the intensity of desertification from the point of view of water quality, the region is located in low, medium, severe and very severe classes. Finally, the intensity of desertification according to the two investigated criteria (underground water and subsidence) is placed in three levels: low, medium and severe, and the highest level is related to moderate severity. The results of this research will create a clear horizon for managers and planners of the natural resources sector, which will lead to a precise understanding of the criteria and indicators effective in the occurrence of desertification in the region. In addition, it is suggested to identify other effective factors in the region and introduce them to the desired model for accurate estimation of this phenomenon.

    Keywords: Electrical Conductivity, Groundwater Level Drop, Land Degradation, Soil Erosion, Sodium Absorption Ratio}
  • موسی عابدینی*، امیرحسام پاسبان

    فرسایش خاک از جمله تهدیدات زیست محیطی جدی است که می تواند بر جنبه های سیاسی، اجتماعی و اقتصادی کشورها تاثیر بگذارد. یکی از مدل های تجربی پرکاربرد برای تخمین میزان فرسایش خاک معادله جهانی فرسایش خاک اصلاح شده موسوم به مدل RUSLE می باشد. هدف از این پژوهش تجزیه و تحلیل و پهنه بندی میزان فرسایش خاک و ارتباط آن با شاخص های هیدروژئومورفیک و پوشش گیاهی حوضه آبریز خیاوچای مشکین شهر می باشد. فاکتورهای مدل RUSLE شامل فرسایندگی باران (R)، فرسایش پذیری خاک (K)، توپوگرافی (LS)، پوشش گیاهی (C) و عملیات حفاظتی (P) است که به ترتیب عامل فرسایندگی باران با استفاده از داده های بارندگی، لایه بافت خاک، مدل رقومی ارتفاعی و کاربری اراضی می باشد در محیط سامانه اطلاعات مکانی (GIS) تهیه شده اند و پس از روی هم گذاری لایه ها، مقدار فرسایش سالانه خاک بین 0 تا 54/150 تن بر هکتار در سال در سطح حوضه برآورد شد. در گام بعد شاخص های هیدروژئومورفیک و پوشش گیاهی که در رخداد فرسایش خاک موثر هستند شامل شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI)، شاخص توان آبراهه (SPI)، شاخص انحناء دامنه (Curvatore)، شاخص انحناء مقطع (Profil Curvatore)، شاخص انحناء سطح (Plan Curvatore) و شاخص پوشش گیاهی عادی (NDVI) در محیط ArcMap ایجاد و نقشه های پهنه بندی تهیه شدند. نتایج این پژوهش همچنین نشان داد عامل توپوگرافی با ضریب همبستگی 92/0 درصد بیش ترین تاثیر را در برآورد فرسایش سالانه خاک توسط مدل RUSLE داشته است. در بررسی دیگر ارتباط بین شاخص های هیدروژئومورفیک و پوشش گیاهی با میزان فرسایش سالانه خاک انجام گرفت و نتایج نشان داد که شاخص های تفاضل پوشش گیاهی نرمال شده و انحناء مقطع به ترتیب با ضریب همبستگی 57/0 و 05/0 نسبت به شاخص های دیگر به ترتیب بیش ترین و کم ترین تاثیرگذاری را دارا می باشند. نتایج این پژوهش امکان تلفیق شاخص های موثر هیدروژئومورفیک و پوشش گیاهی بر فرسایش و نیز امکان استفاده از سایر شاخص های موثر و قابلیت های RS و GIS را جهت تخمین کمی مقادیر فرسایش خاک را تایید می نماید.

    کلید واژگان: فرسایش خاک, رگرسیون, مدل RUSLE, شاخص پوشش گیاهی عادی, هیدروژئومورفیک, حوضه آبریز خیاوچای, شمال غرب ایران}
    Mousa Abedini *, Amirhesam Pasban

    Soil erosion is one of the serious environmental threats that can affect the political, social and economic aspects of countries. One of the widely used experimental models for estimating the amount of soil erosion is the modified global soil erosion equation known as the RUSLE model. The purpose of this research is to analyze and zonate the amount of soil erosion and its relationship with hydrogeomorphic indicators and vegetation cover of Khiavchai Meshkinshahr watershed in Ardabil province. RUSLE model factors include rain erosion (R), soil erodibility (K), topography (LS), vegetation (C) and protection operations (P). respectively, by using rainfall data, soil texture layer, digital model of height and land use were prepared in the environment of geographic information system (GIS) and after overlapping the layers, the amount of annual soil erosion between 0 and 150.54 tons per hectare per year in The area level was estimated. In the next step, the hydrogeomorphic and vegetation indices that are effective in soil erosion include topographic moisture index (TWI), waterway capacity index (SPI), domain curvature index (Curvatore), section curvature index (Profil Curvatore), surface curvature index (Plan) Curvatore) and Normalized Vegetation Index (NDVI) were created in ArcMap environment and zoning maps were prepared. The results of this research also showed that the topography factor with a correlation coefficient of 0.92% had the greatest impact on the estimation of annual soil erosion by the RUSLE model. In another study, the relationship between hydrogeomorphic indices and vegetation cover with annual soil erosion rate was conducted, and the results showed that normal vegetation cover indices and cross-sectional curvature were the most and least effective with correlation coefficients of 0.57 and 0.05, respectively, compared to other indices.The results of this research confirm the possibility of combining the effective indicators of hydrogeomorphic and vegetation on erosion, as well as the possibility of using other effective indicators and the capabilities of RS and GIS to quantitatively estimate the amounts of soil erosion.

    Keywords: Soil erosion, Regression, RUSLE model, Normal Vegetation Index, Hydrogeomorphic, Khiavchai watershed, Northwest of Iran}
  • سمیه ابراهیم زاده، میثم ارگانی*، فرشاد میردار هریجانی
    یکی از رایج ترین انواع تخریب خاک که اثرات بسیار مخرب بر محیط زیست و زندگی بشر دارد، پدیده فرسایش خاک آبی  است. این پدیده کیفیت خاک را در محل کاهش می دهد و ممکن است باعث ایجاد مشکلات رسوب در پایین دست یا مخازن شود. شدت فرسایش خاک معمولا با استفاده از مدل های مختلف تخمین زده می شود. مدل معادله جهانی تلفات خاک (RUSLE) به دلیل سادگی، نیاز کمتر به داده و سازگاری با شرایط مختلف محیطی رایج ترین مدل فرسایش خاک است. مطالعات در سراسر دنیا نشان می دهد که این مدل تجربی برای تخمین تلفات سالانه خاک در مقیاس حوضه  بسیار کارآمد است. برای تخمین نرخ تولید رسوب بر اساس نرخ فرسایش خاک حاصل از مدل RUSLE، از نسبت تحویل رسوب (SDR) استفاده می شود. حوضه آبریز دیزگران واقع در مرز استان های کردستان و کرمانشاه در غرب ایران، یکی از حوضه های کوهستانی کشور و دارای توپوگرافی ناهموار و شرایط پوشش گیاهی و آب و هوایی است که آن را مستعد فرسایش خاک شدید می کند. هدف این تحقیق برآورد میانگین سالانه فرسایش خاک و تولید رسوب در حوضه آبریز دیزگران و بررسی همبستگی عوامل مختلف RUSLE با نرخ فرسایش برای درک بهتر تاثیر هریک از عوامل موثر بر این پدیده است. در این تحقیق فاکتور فرسایندگی باران از روش رگرسیون خطی WTLS براساس مدل ارتفاعی رقومی  ایجاد شد. با توجه به نتایج مدل RUSLE/SDR، نرخ متوسط فرسایش خاک در منطقه 45.09 تن در هکتار در سال و نرخ متوسط تولید رسوب 19.42 تن در هکتار در سال در حوضه محاسبه گردید. به ترتیب 3/1 % و 66/4 % از مساحت حوضه در کلاس های فرسایش خیلی کم و کم قرار گرفت. 18/16 %  از منطقه در کلاس فرسایش متوسط و به ترتیب 18/36 % و 68/41 % از سطح منطقه در کلاس های فرسایش شدید و بسیار شدید قرار گرفت. همچنین نتایج حاکی از این است که دو عامل توپوگرافی (با ضریب همبستگی 79 درصد) و پوشش گیاهی (با ضریب همبستگی 47 درصد) به ترتیب بیشترین همبستگی را با نرخ فرسایش خاک داشته و بنابراین به ترتیب مهم ترین  نقش را در تغییر نرخ فرسایش در منطقه دارند. نتایج این تحقیق نشان می دهد همانطور که از حضور اشکال مختلف فرسایش در بازدید میدانی از حوضه پیداست، این منطقه درگیر فرسایش شدید می باشد. از نتایج این تحقیق می توان برای انجام اقدامات مدیریتی در جهت کاهش نرخ فرسایش خاک در نقاط با نرخ بالای فرسایش و حفاظت و مدیریت حوضه آبریز دیزگران استفاده نمود.
    کلید واژگان: فرسایش خاک, تولید رسوب, RUSLE, SDR, WTLS, حوزه دیزگران}
    Somayeh Ebrahimzadeh, Meysam Argany *, Farshad Mirdar Harijani
    Water soil erosion is one of the most common types of soil degradation, which has very destructive effects on the environment and human life. This phenomenon reduces the quality of the soil in the site and may cause sedimentation problems in the downstream or reservoirs. The severity of soil erosion is usually estimated using different models. The Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) is the most common soil erosion model due to its simplicity, less need for data, and adaptability to different environmental conditions. Studies around the world show that this experimental model is very efficient for estimating annual soil losses at the watershed scale. Sediment Delivery Ratio (SDR) is used to estimate the rate of sediment yield based on the soil erosion rate obtained from RUSLE. Dizgaran watershed, located on the border of Kurdistan and Kermanshah provinces, western Iran, is one of the mountainous areas of the country and has rough topography, vegetation cover, and weather conditions that make it prone to severe soil erosion. This research aims to estimate the annual average rate of soil erosion and sediment yield in the Dizgaran watershed and also to investigate the correlation between different RUSLE factors and the erosion rate to better understand the effect of each factor on the erosion rate. In this research, the rainfall-runoff erosivity (R) factor was created using the WTLS linear regression method based on the Digital Elevation Model (DEM). According to the results of the RUSLE/SDR model, the average rate of soil erosion was 45.09 tons per hectare per year and the average rate of sediment production was 19.42 tons per hectare per year in the watershed. 1.3% and 4.66% of the area of the area were placed in very low and low erosion classes, respectively. 16.18% of the area was in the moderate erosion class, and 36.18% and 41.68% of the area were in the severe and very severe erosion classes, respectively. Also, the results indicate that the two factors of topography (with a correlation coefficient of 79%) and cover and management (with a correlation coefficient of 47%) have the highest correlation with the soil erosion rate, respectively, and therefore play the most important role in changing the erosion rate in the watershed. The results of this research show that this watershed is involved in severe erosion, as can be seen from the presence of different forms of soil erosion in the field investigation. The results of this research can be used to carry out management measures to reduce the rate of soil erosion in the points with a high rate of erosion and to protect and manage the Dizgaran watershed.
    Keywords: Soil erosion, Sediment yield, RUSLE, SDR, WTLS, Dizgaran watershed}
  • Hope Isreal, Alexander Opara, Diugo Ikoro, Bridget Ubechu, Kelechi Dennis Opara, Henry Echetama, Chinyere Amadi, Timothy Anyanwu *
    Geological and petrophysical studies of some erosion prone soils around Okigwe and Umuahia area, southeastern Nigeria was carried out to determine the erodibility and erosivity characteristics of the study area. Soil samples were collected with a soil auger at a depth range of 0-2m. Analyses carried out include the determination of petrophysical properties (porosity, permeability), and sieve analysis. Grain size analysis revealed sorting coefficients of 0.36-1.32, and graphical kurtosis of 0.51- 1.49. The soils are predominantly well to moderately sorted, strongly coarsed skewed and leptokurtic. The sand/sandstone is 87-100% sand with little or no fines with the percentage moisture content ranging from 3.8-26.7%. Estimated permeability values ranges between 0.12-0.46cm/s while the porosity values are between 32.2-37.8%. Result of this study thus revealed that the area is characterized by an interlaying of clay/shale and sandstone units. The accumulation of water at the contact of the shale/sandstones units decreases the shear strength of the sandstone which further reduces the stability and results in the slipping off of the sandstone unit. The slipped sandstone is later carried away by runoff thereby leading to gully development.
    Keywords: Erodibility, Geological, Grain size, Shear strength, Soil erosion}
  • موسی عابدینی*، الناز پیروزی، مهدی فعال نذیری
    در سال های اخیر، تاثیر متقابل تغییر کاربری اراضی و فرسایش خاک تبدیل به یک نگرانی عمده زیست محیطی شده است. ازاین رو، هدف این مطالعه بررسی تغییرات کاربری های مختلف و ارزیابی اثرات تغییرات کاربری ها بر فرسایش خاک، در شهرستان گیوی است. در راستای دستیابی به اهداف پژوهش، ابتدا نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش شی گرا برای دو دوره 2000 و 2021، تهیه شده است. در مرحله بعد با توجه به شرایط طبیعی و انسانی محدوده، سایر عوامل موثر برای فرسایش در منطقه شناسایی شد و لایه های اطلاعاتی هر یک از معیارها، توسط سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه گردید. ارزش گذاری و استاندارد سازی لایه ها با استفاده از تابع عضویت فازی و وزن دهی معیار ها، با استفاده از روش CRITIC انجام شد. تحلیل و مدل سازی نهایی با استفاده از روش MABAC به عنوان یکی از روش های تصمیم گیری چند معیاره (MCDM)، انجام شد. نتایج نشان داد، بیشترین میزان مساحت در سال 2000 مربوط به مراتع خوب و متوسط، به ترتیب با 172/313 و 144/283 کیلومترمربع است و در سال 2021، بیشترین میزان مساحت مربوط به مراتع ضعیف و اراضی بایر (هموار) به ترتیب با 077/335 و 815/329 کیلومتر مربع است. با توجه به نقشه پهنه بندی فرسایش سال 2000 به ترتیب 34/16 و 36/20 درصد و با توجه پهنه بندی فرسایش 2021 به ترتیب 92/22 و 58/25 درصد از مساحت شهرستان در دو طبقه فرسایش بسیار زیاد و زیاد قرار دارند. کاهش مراتع خوب و متوسط و اراضی با پوشش گیاهی متراکم و تبدیل آن ها به مناطق کشاورزی، مراتع ضعیف، انسان ساخت و اراضی بایر بیشترین میزان تاثیر را بر فرسایش خاک داشته است.
    کلید واژگان: فرسایش خاک, تغییرات کاربری, مدل MABAC, روش شی گرا, شهرستان گیوی}
    Mousa Abedini *, Elnaz Piroozi, Mehdi Faal Naziri
    In recent years, the mutual impact of land use change and soil erosion has become a major environmental concern. Therefore, this study tried to investigate the changes in different land uses and evaluate the impacts of land use changes on soil erosion in Givi city. To achieve the goals of the research, first, a land use map was prepared using the object-oriented method for the two periods of 2000 and 2021. Then, according to the natural and human conditions of the area, other effective factors for erosion in the area were identified and the information layers of each of the criteria were prepared by the geographic information system. Evaluation and standardization of layers were done using the fuzzy membership function and weighting of the criteria was done using the CRITIC method. The final analysis and modeling were done using the MABAC method as one of the Multi-Criteria Decision-Making (MCDM) methods. The results showed that the largest area in 2000 is related to good and medium pastures, recording 313.172 and 283.144 square kilometers, respectively. In 2021, the biggest areas are related to poor pastures and barren lands, with 335.077 and 329.815 square kilometers, respectively. According to the 2000 erosion zoning map, 16.34% and 20.36% of the city and according to the 2021 erosion zoning, 22.92% and 25.58% of the city’s area are in very high and high erosions, respectively. Decreasing good and average pastures and lands with dense vegetation and turning them into agricultural areas, poor pastures, and man-made and barren lands have had the greatest impact on soil erosion.
    Keywords: Soil Erosion, land use changes, MABAC model, object-oriented method, Givi city}
  • علی داودی، شیرین مرادجانی، مجید غلامی*، داریوش ابولفتحی

    خاک بستر حیات و فعالیت های اقتصادی و اجتماعی، تنوع زیستی و بیولوژیکی می باشد. کمبود آمار و اطلاعات در زمینه فرسایش خاک و تولید رسوب در بسیاری از حوضه های آبریز کشور، کاربرد روش ها و مدل های مناسب را برای برآورد شدت فرسایش خاک و رسوب زایی الزامی می نماید. در این مطالعه با استفاده از مدل برآورد فرسایش BLM و روش تصمیم گیری چند معیاره ELECTRE-1 به بررسی میزان فرسایش در حوضه رومشگان پرداخته شده و نقشه شدت و پهنه بندی فرسایش تهیه گردیده است. نتایج به کارگیری مدل ELECTRE-1 نشان می دهد که عامل توپوگرافی (شیب) با وزن 0.5578 بیش از سایر عوامل در فرسایش پذیری حوضه موثر بوده و نقش اصلی را بر عهده دارد. همچنین بر اساس این مدل زیر حوضه شماره 1 در شمال حوضه، بیشترین میزان آسیب پذیری در برابر فرسایش را داشته و پس از آن به ترتیب زیر حوضه های 2، 4 و 3 قرار گرفته اند. با به کار گیری مدل BLM نیز مشخص گردید که طبقه فرسایشی کم در حوضه آبریز رومشگان، بیشترین وسعت را شامل می شود و پس ازآن طبقات فرسایشی زیاد، خیلی زیاد، متوسط و جزئی قرار دارند. به طورکلی می توان گفت منطقه دارای قابلیت فرسایش پذیری متوسطی است. همپوشانی لایه ها مشخص نمود که حداکثر شدت فرسایش در دشت های دامنه ای و واحد کوهستان بوده که ذخایر تراستی و مخروط افکنه ای جدید و قدیم، مارن، آهک، سیلتستون، ماسه سنگ، کنگلومرا و ژیپس را شامل می شوند. همچنین واحد کاربری کشاورزی دیم بیشترین شدت و واحدهای جنگل و مرتع کمترین میزان فرسایش را دارند. از لحاظ عامل شیب هم، اراضی با شیب 8 تا 30 درصد بالاترین درجه فرسایش را به خود اختصاص داده اند.

    کلید واژگان: فرسایش خاک, حوضه رومشگان, مدل BLM, مدل ELECTRE-1, GIS}
    Ali Davoodi, Shirin Moradjani, Majid Gholami*, Dariush Abolfathi

    Soil is the bedrock of life and economic and social activities, biological and biological diversity. Lack of statistics and information on soil erosion and sediment production in many catchments of the country necessitate the application of appropriate methods and models for estimating the severity of soil erosion and sedimentation. In this study, using the BLM Erosion Estimation Model and ElectRE-1 Multi-Criteria Decision Making Method, the erosion rate in the Romeshgan basin has been investigated and the erosion intensity and zoning map has been prepared. Results of applying ELECTRE-1 model show that topographic factor (slope) with weight of 0.5578 is more effective than other factors in basin erodibility and plays the main role. Also based on this model, sub-basin 1 in the north of the basin had the highest vulnerability to erosion and then sub-basin 2, 4 and 3, respectively. Using the BLM model, it was found that the low erosion class in the Romshgan catchment covers the most extent and then there are high, very high, moderate and minor erosional classes. In general, the area has moderate erodibility. The overlap of the layers indicated that the maximum erosion intensity was in the slopes and mountain units, which included new and old alluvial deposits and cone deposits, marl, lime, siltstone, sandstone, conglomerate and gypsum. Also, rainfed agriculture units have the highest intensity and forest and pasture units have the least amount of erosion. In terms of slope factor, lands with slope of 8 to 30 percent have the highest degree of erosion.

    Keywords: Soil Erosion, Romeshgan Basin, BLM Model, ELECTRE-1 Model, GIS}
  • الناز پیروزی، عقیل مددی*

    فرسایش خاک یکی از معضلات مهم در حوضه های آبریز کشور ایران می باشد که هر ساله موجب هدر رفتن هزاران تن خاک می شود. هدف تحقیق حاضر، پهنه بندی خطر فرسایش خاک در حوضه ی آبریز گیوی چای (شمال غرب ایران)، می باشد. در این مطالعه ابتدا، عوامل موثر جهت فرسایش در منطقه شناسایی شدند و سپس لایه های اطلاعاتی هر معیار، در GIS تهیه گردید. ارزش گذاری و استانداردسازی لایه ها با استفاده از تابع عضویت فازی و وزن دهی معیارها، با استفاده از روش کرتیک انجام گردید. تحلیل و مدل سازی نهایی با استفاده از روش MABAC به عنوان یکی از روش های تصمیم گیری چند معیاره (MCDM)، انجام شد. با توجه به نتایج مطالعه، به ترتیب عوامل شیب، کاربری اراضی، خاک و لیتولوژی بیشترین ضریب وزنی را به خود اختصاص دادند. همچنین، نتایج مطالعه نشان داد؛ به ترتیب 89/283 و 93/414 کیلومتر مربع از مساحت محدوده، دارای پتانسیل خطر بسیار زیاد و زیاد، می باشد و مناطق بسیار پرخطر و پرخطر در سازندهایی نامقاوم و فرسایش پذیر، کاربری های زراعی و باغات و شیب های 40-15 درصد قرار دارند. می توان گفت که نتایج حاصل از این مطالعه، حاکی از توان بالای حوضه ی مطالعاتی از لحاظ رخداد فرسایش می باشد و لازم است کنترل فرسایش و اقدامات حفاظتی در دستور کار متخصصین و مدیران اراضی قرار گیرد. به علاوه، نتایج حاصل از صحت سنجی نتایج، نشان داد که استفاده از روش MABAC، از دقت نسبی بالایی جهت مطالعه ی خطر فرسایش خاک برخوردار است.

    کلید واژگان: فرسایش خاک, MABAC, گیوی چای, استان اردبیل}
    Elnaz Piroozi, Aghil Madadi *

    AbstractSoil erosion is one of the most important problems in the watersheds of Iran, which causes the loss of thousands of tons of arable soil every year. The aim of the present study is to zoning the risk of soil erosion in Givi Chay watershed (northwestern Iran). In this study, first, the effective factors for erosion in the region were identified and then the information layers of each criterion were prepared in Geographic Information System (GIS). Valuation and standardization of layers was done using fuzzy membership function and criteria weighting, using critic method. Final analysis and modeling was performed using the Multi-Attributive Border Approximation Area Comparison (MABAC) method as one of the Multi-Criteria Decision Making (MCDM) methods. According to the results of the study, slope, land use, soil and lithology had the highest weight coefficient, respectively. Also, the results of the study showed; 283.89 and 414.93 km-square of the area, respectively, has a very high and high risk potential, and very high-risk and high-risk areas in unstable and erodible formations, agricultural uses and gardens and slopes of 25-40 % are located. It can be said that the results of this study indicate the high potential of the study basin in terms of erosion occurrence and it is necessary to control erosion and conservation measures on the agenda of experts and land managers. In addition, the results of validation of the results showed that the use of MABAC method has a high relative accuracy for studying the risk of erosion.

    Keywords: Soil erosion, MABAC, Givi Chay, Ardabil province}
  • رضا ذاکری نژاد*

    فرسایش خاک و تولید رسوب در حوضه های آبخیز، از معضلات زیست محیطی است که یکی از عوامل اصلی بیابان زایی و تخریب اراضی بشری می باشد؛ بنابراین، ارزیابی فرسایش خاک برای تخمین میزان فرسایش و رسوب با استفاده از مدل های تجربی به ویژه در حوضه های فاقد ایستگاه هیدرومتری، یکی از ابزارهای مدیریتی مهم در امر حفاظت آب و خاک است. منطقه مورد مطالعه در این پژوهش، حوضه آبریز خسویه در استان فارس است که یکی از نواحی بسیار مستعد به فرسایش آبی به شمار می رود. در این تحقیق، میزان فرسایش و رسوب حوضه مورد مطالعه با استفاده از مدل USPED که در پژوهش های محققان در ایران به ندرت از آن استفاده شده است برآورد می شود. این مدل برای تخمین میزان فرسایش و رسوب است که شش عامل دارد؛ عامل توپوگرافی که از داده های مدل رقومی ارتفاع (Tan-DEM-X)، عامل پوشش گیاهی (C) که با استفاده از تصاویر ماهواره ای Sentinel-2، عامل فرسایش پذیری خاک (K) که با استفاده از جمع آوری نمونه های خاک، عامل فرسایندگی بارش (R) که از داده های متوسط بارش ماهانه ایستگاه های مجاور حوضه و در نهایت، عامل عملیات حفاظتی (P) تهیه می شود. نتایج این تحقیق نشان داد که حدود هیجده درصد از منطقه مورد مطالعه در کلاس های فرسایش و رسوب شدید و خیلی شدید (بیش از بیست تن در هکتار در سال) قرار دارد و تنها 7.9 درصد از حوضه در محدوده کلاس پایدار (1/0 تا 1/0-) واقع است. مقایسه نتایج این مدل با رخساره های فرسایش آبی، فقدان توانایی مدل را در کلاس میزان فرسایشی مناطق دارای فرسایش آبکندی در نواحی کم شیب حوضه نشان می دهد، ولی در پیش بینی کلاس فرسایشی اشکال ورقه ای و شیاری دقت مناسبی دارد.

    کلید واژگان: سیستم اطلاعات جغرافیایی, فرسایش خاک, مدل USPED}
    Reza Zakerinejad*
    Introduction

    Soil erosion is one of the main factors of land degradation and desertification in large areas of the earth's surface, which is the result of the interaction of human and natural factors causing the destruction of natural ecosystems such as rangeland, forests, and agricultural ecosystems. Factors such as topographical settings, land use and land cover change, intensity of rainfall, soil properties, and wind can also be accelerated by human activities of intensive agriculture, deforestation, and tillage on steep slopes. Many models have been suggested for estimating water erosion such as USLE, RUSLE, WEEP, and EPM.  According to previous studies, the global model of soil erosion has been used in the zoning of areas with high erosion risk, but very few studies have used the USPED model, which unlike the RUSLE model that only identifies the erosion areas, this model identifies also the amount of sediment. In a study conducted by Zakerinejad and Maerker, 2015, they assessed and zoned water erosion in the Mezayjan watershed in Fars province by combining the USPED model and the Strean Power Index (SPI). The results indicated the high capability of the proposed model. It is also used to identify high erosion risk areas. The Khasuye watershed is one of the sub-watersheds located in the south of the country and in the territory of Fars province, which is affected by the severe types of water erosion leading to the loss of surface fertile soil, filling of reservoirs of dams and the reduction of water quality. Therefore, planners can consider the preparation of the potential map of the rate of erosion and sedimentation in the identification of susceptible areas in order to prioritize the implementation of soil protection and watershed management operations.

    Materials and Methods

    The parameters of the USPED model were estimated using different data sources by ArcGIS 10.8. The rainfall erosivity factor (R value) was estimated from the annual rainfall data of six meteorological stations located throughout the study area. The soil erodibility factor (K value) was derived from the soil samples collected from our study area. The topographic factor was calculated by analyzing a digital elevation model (DEM) with a spatial resolution of 12 m from TanDEM-X. The crop factor (C) weas derived from Sentinel-2 satellite images and conservation practice factor (P) was considered 1 because of no special soil practice in the study area. Since the spatial resolution of the applied factor maps is different, it requires resampling of the factor maps. So, in this study, the nearest neighbor re-sample sub-tool of the data management toolbox in the ArcGIS platform was used.

    Results and Discussion

    The study used the GIS–USPED interface model for analyzing the spatial distribution of water erosion in Khasoue watershed in Fars province. Also, according to the classification result tables of the erosion and sedimentation model of the Khosoye watershed, about 39% of the studied area is in the low and insignificant erosion class, which is mostly in the central and low slope areas of the basin, and about 24% corresponds to the low and very low sedimentation class.  It is possible that these areas are better next to areas with low erosion and low areas with a higher slope of the basin (Table 2). It should be noted that this interval is due to the change of vegetation and physiographic factors and human activities. The lowest rate of erosion is in the center of the basin, and the highest rate of erosion is in the western and northern steep areas of the studied basin. The final results obtained from the application of the USPED erosion-sedimentation model in the studied basin showed that the amount of erosion and sedimentation varies from 0.1 to more than 30 tons per hectare per year, that signify erosion areas with a negative number and sedimentation areas with a positive number (without sign) area.

    Conclusion

    Among the several fundamental approaches for calculating soil erosion rate, the USPED model is a critical tool for conducting improved conservation planning. The implementation of this erosion model can help to identify the places that are affected by erosion, especially the inaccessible areas, and by identifying these places, the necessary management can be applied to control and reduce soil erosion in these areas.

    Keywords: Soil erosion, GIS, USPED model}
  • محمد کاظمی*، مصطفی ذبیحی سیلابی، عاطفه جعفرپور، سودابه قره محمودلی، فریبرز محمدی

    فرسایش خاک یکی از بزرگ ترین مشکلات محیط زیست جهان است و تهدیدی برای امنیت غذایی، محیط زیست، منابع طبیعی و مشکلات اقتصادی اجتماعی محسوب می شود. در این راستا، اهمیت برآورد مقدار فرسایش به منظور اتخاذ روش های مناسب مدیریتی در مناطق مختلف مشخص می شود؛ از این رو، مطالعه حاضر با هدف برآورد شدت فرسایش خاک و جریان خروجی در حوضه آبخیز کهورستان انجام و در آن از مدل جامع، سریع و موثر IntEro استفاده شد. پس از جمع آوری اطلاعات پایه، 26 متغیر ورودی با استفاده از نقشه های توپوگرافی، خاک شناسی، زمین شناسی، کاربری اراضی و داده های اقلیمی استخراج و محاسبه شد. نتایج نشان داد که ضریب فرسایش آبخیز کهورستان  918/0 و مقدار فرسایش خاک واقعی و فرسایش خاک واقعی ویژه در حوضه آبخیز مطالعاتی به ترتیب  53/631152 مترمکعب در سال و 14/150 مترمکعب بر کیلومترمربع در سال است. ضریب ته نشست مجدد رسوبات حاصل از فرسایش به مقدار 183/0 و مقدار رسوب تولیدی ناشی از فرسایش در سطح آبخیز مطالعاتی 72/345663 مترمکعب در سال محاسبه شد. نتایج به دست آمده بیانگر غالب بودن فرسایش شیاری در منطقه و انتقال رسوبات به خروجی حوضه است. با توجه به نتایج، این مدل در برآورد مقدار فرسایش در حوضه مطالعاتی دقت کافی نداشت، اما در برآورد مقدار حداکثر جریان خروجی از حوضه بر اساس آمار موجود نتایج خوبی داشت؛ به عبارتی، توصیه می شود از این مدل در برآورد مقدار جریان خروجی و سایر ویژگی ها استفاده شود، ولی برای برآورد مقدار فرسایش در مناطق با شرایط حوضه آبخیز کهورستان که در آن رگبارهایی با شدت زیاد و مدت کم وجود دارد پیشنهاد نمی شود؛ زیرا نمی تواند نتایج مناسبی را ارایه دهد.

    کلید واژگان: تخریب زمین, فرسایش خاک, مدل فرسایش خاک, هدررفت خاک}
    Mohamad Kazemi*, Mostafa Zabihi Silabi, Atefeh Jafarpoor, Sudabeh Gharemahmudli, Fariborz Mohammadi
    Introduction

    Soil erosion is one of the most significant environmental problems in the world; it is a threat to food security, the environment, natural resources and causes socio-economic problems. In this regard, the importance of estimating the amount of erosion to adopt appropriate management methods in different areas has been established. Among the existing models of soil erosion and sedimentation, models that can predict soil erosion and sediment performance can be useful and widely used. In this regard, the IntErO model, which is a graphical computer method based on the EPM erosion potential method embedded in its algorithm, can be applied.

    Methodology

    This study aimed to estimate the severity of soil erosion and runoff using the comprehensive, rapid, and effective IntEro model in the Kahouristan watershed. After collecting basic information, 26 input variables were extracted and calculated using topographic maps, geology, geology, land use, and climate data. In this regard, to estimate the inputs of the IntErO model, at first, the physiographic and topographic features of the Kahouristan watershed were extracted using a 1: 25000 digital map and the boundary of the information range. Also, the lowest and highest elevation points, the lowest value of the alignment line, and the equal distance between the alignment lines were determined. Geological and land use characteristics of the region Geological and land use maps were used. The maximum probable precipitation (PMP) method was used to achieve the height of torrential rainfall. Finally, after preparing all the inputs of the IntErO model, the computational data for the Kahouristan watershed were entered into the graphical environment of the software, and the components related to erosion and sediment as well as the maximum outflow from the Kahouristan watershed were estimated using the model.

    Results

    The results showed that the drainage density was 1.35 in the Kahouristan watershed using the IntEro model, and the infiltration coefficient of the watershed and the vegetation cover coefficient were 0.67 and 0.84, respectively. Also, the coefficient of water retention in the studied area was found to be 0.91 and the potential of water flow during flash floods was found to be 6597.04. On the other hand, the erosion energy coefficient in the study area was found to be 102.12 using the Intro model, and the total erosion in the mentioned area was equal to 3456636.72, and the erosion coefficient of the Kahouristan watershed was 0.918. The amount of real soil erosion and special real soil erosion in the studied watershed is 631152.53 m3/year and 150.14 m3/Km2.year, respectively. The re-sedimentation coefficient of sediments due to erosion was 0.183.   

    Discussion & Conclusions

    The results of the current research showed that the permeability coefficient of the study watershed was 0.67, which according to the value of the vegetation coefficient which was 0.84, it can be said that the appropriate cover in the area has caused the permeability. However, the drainage density in the study area was 1.35, which indicates the resistance of the soil in the area against erosion.
    Also, examining the results shows that the maximum output flow estimated by the mentioned model for the study watershed is about 1778 m3/s. Examining the maximum outflow with the 21-year statistics of the Kahouristan hydrometric station shows that the maximum outflow from the study watershed is about 1635 m3/s, which indicates the appropriate performance of the model in estimating the maximum outflow from the study watershed. Based on this, it is recommended to use this model in estimating the output flow and other characteristics in the study watershed. Another hand, the results showed the predominance of rill erosion in the area and the transfer of sediments to the outlet of the basin. According to the model results, estimating the amount of erosion in the study area was not accurate enough. However, estimating the maximum output current from the basin based on the available statistics indicated good results; in other words, the use of this model is recommended in estimating the output current and other characteristics, but in areas having similarities with Kahouristan watershed conditions, heavy and short rainfalls for estimating the amount of erosion is not recommended due to its inability to provide appropriate results. Finally, it is suggested that other models of erosion and sediment assessment for the Kahouristan watershed and other watersheds with similar conditions in this respect be studied and compared with the IntEro model as well.

    Keywords: Land degradation, Soil erosion, Soil erosion model, Soil loss}
  • مسلم احمدی وند، جواد زمانی باب گهری*، حسین شکفته، فریده عباس زاده افشار

    تغییر کاربری اراضی معمولا در اولین گام بر ویژگی های خاک یک منطقه تاثیر می گذارد که معمولا تخریب و فرسایش خاک را در پی دارد. بر همین اساس، تاثیر نوع کاربری بر برخی از ویژگی های خاک در بخشی از اراضی دشت جیرفت صورت گرفت. در این تحقیق از خاک سطحی (104 نمونه) در چهار کاربری زراعی، اراضی کشاورزی رها شده، نخلستان و جنگل طبیعی نمونه گیری شد، سپس برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک شامل درصد شن، سیلت و رس، هدایت الکتریکی، اسیدیته، نسبت جذب سدیم، آهک، کربن آلی، چگالی ظاهری، حد روانی، حد خمیری، سطح ویژه، ظرفیت تبادل کاتیونی و رطوبت هیگروسکوپی مطالعه و در پایان، توزیع مکانی نقشه‎های پراکنش مکانی پارامترهای مورد نظر نیز ترسیم شد. نتایج نشان داد که نوع کاربری به تغییر ویژگی های مورد مطالعه منجر شده است. بیشترین درصد رس (46 درصد) در بوته زار مشاهده شد. تغییر در درصد ذرات خاک در کاربری های مختلف می تواند بیانگر تاثیر نوع مدیریت ها بر روند هدررفت ذرات خاک باشد. تغییر در ویژگی های بافتی خاک، تغییر در سطح ویژه و حدود آتربرگ، مقدار رطوبت هیگروسکوپی و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک را در پی داشت. نقشه های کریجینگ و جدول همبستگی این ویژگی ها نیز به خوبی این موضوع را نشان می دهد. رها شدن بخشی از اراضی کشاورزی از حدود بیست سال قبل، به افزایش شوری خاک و کاهش مقدار ماده آلی آن منجر شد و این بخش از اراضی، شرایط حاصلخیزی مناسبی نداشت. مقدار هدایت الکتریکی و کربن آلی در این کاربری نیز به ترتیب حدود دو برابر بیشتر و حدود بیست درصد کمتر از اراضی زراعی بود. پیشنهاد می شود در صورت فراهم بودن شرایط از نظر تامین آب، این کاربری به عنوان زمین کشاورزی احیا و استفاده شود، یا می توان با کاشت گیاهان مقاومی نظیر گز، خاک این کاربری را حفظ و از تخریب آن جلوگیری کرد.

    کلید واژگان: تخریب خاک, فرسایش خاک, ارزیابی اراضی, حدود آتربرگ, زمین آمار}
    Moslem Ahmadivand, Javad Zamani*, Hossein Shekofteh, Farideh Abbaszadeh Afshar
    Introduction

    Nowadays, land use change increasingly causes environmental problems and usually, in the first step, affects the soil properties and causes a decrease in the quality and an increase in the destruction, and erosion of the soil. Land use is defined as the sum of management and planning activities and inputs that humans do in a specific type of land cover (Ellis, 2021). The improper use and management of land resources, which has led to soil degradation, can have a great impact on the development of sustainable agriculture and is recognized as a serious global challenge for food security and ecosystem sustainability (Ebabu et al., 2020). Changing the use of forest lands and pastures for agriculture purposes has become one of the significant concerns in the world causing environmental degradation and climate change. Studying the effect of land use on soil properties provides the possibility of identifying sustainable management and preventing future soil degradation. The knowledge about the effect of land use change on soil properties, as one of the most essential components in sustainable agriculture in Jiroft, which is considered one of the important agricultural regions of Iran, is very limited. Therefore, this study was carried out to investigate the effect of different land use on some physical and chemical properties of the soil and to prepare distribution maps of these properties in the Konarsandal region of Jiroft.

    Methodology

    In this research, the effect of the type of land use was studied in a part of the lands of Jiroft Plain (around the historical hills of Konarandal). For this purpose, by sampling surface soil in four types of land use, including agricultural land, abandoned agricultural land, date garden, and natural forest, some of the physical and chemical properties of soil including the percentage of sand, silt, and clay, electrical conductivity, pH, absorption ratio of sodium, calcium carbonate, organic carbon, bulk density, liquid limit (LL), plastic limit (PL), specific surface area (SSA), cation exchange capacity (CEC) and hygroscopic water content (HWC) were studied, and the spatial distribution maps of some parameters were obtained. In terms of topography, the studied area has a relatively uniform slope and its physiographic unit is in the form of alluvial plains. The dominant forest land cover in this area mainly includes Prosopis and Tamarix aphylla and the dominant vegetation cover of the abandoned agricultural land includes the Salsola soda. Also wheat and melon are mainly cultivated in the agricultural lands. According to the announcement of the residents and owners in the studied area, the history of agricultural lands (date garden and arable land) is more than 20 years and the irrigation system of these lands is in the form of flooding. 26 samples of the surface soil (0 to 20 cm) were taken from each land use (104 sampling points). For statistical analysis of the data, SAS9.1 was used and averages were compared with Duncan’s test (p<0.05). Correlation between the data was done using SPSS16 and Variowin2.2 was used to calculate and draw the Variogram maps.

    Results 

    The results showed that the type of land use changed all the studied parameters. The highest percentage of clay (46%) was observed in the abandoned agricultural land. Changes in the percentage of sand, silt and clay in different land uses could be caused by the type of management conducted on the process of soil particle loss. With changes in soil textural characteristics (sand, silt, and clay), the SSA, LL, PL, HWC, and CEC had also changed. The kriging maps also showed the uniform distribution of these features well. The soil quality in the abandoned agricultural land was not very suitable compared to other land uses. The amounts of EC and organic carbon in this land use were about 2 times more and about 20% less than agricultural lands, respectively. The coefficient of variation of particle size distribution (sand, silt and clay) and the organic carbon among the studied soil variables in the region were relatively high, which could be attributed to the land use changes, differences in plowing, management operations and surface soil erosions.

    Discussion & Conclusions

    Differences in the separation of soil particles in different land uses can cause differences in the distribution size of soil particles and even soil texture (Tallen and Yerima, 2018). The result that was also observed in this study. Other properties of the soil such as LL, PL, SSA, CEC and HWC were also different in the studied land uses which could be related by positive and significant correlation (r>0.7**) with clay content. The abandonment of agricultural lands had caused low quality and fertility of soil in this land use; this issue could be due to high evaporation in this area which can increase salinity, and also because of little vegetation in this area which decreased the amount of organic matter of soil. It is suggested that in order to preserve the soil properties of the abandoned agricultural lands, if the conditions in terms of water supplement are available, this land use should be restored as agricultural land, or according to the amount of seasonal precipitation in this region, these lands be cultivated by drought-resistant plants such as Tamarix aphylla.

    Keywords: Soil degradation, Soil erosion, Land evaluation, Atterberg limits, Geostatistics}
  • میلاد خضری، کاظم نصرتی*، زینب محمدی رایگانی، سمیه خالقی، سعیده جلالی

    فرسایش خاک به عنوان عامل مهمی در کاهش کیفیت و تخریب خاک در نظر گرفته می شود. از پارامترهای مهم و تاثیرگذار در فرسایش خاک انواع کاربری اراضی است. حوضه آبریز هشتیان به دلیل شرایط طبیعی، دخالت‎های انسانی و تنوع کاربری اراضی به فرسایش حساس بوده و نیازمند پایش کیفیت و فرسایش‎پذیری خاک می‎باشد. ازاین رو هدف از این تحقیق بررسی تاثیر کاربری اراضی بر فرسایش پذیری و کیفیت خاک در حوضه آبریز هشتیان است. در این تحقیق از حوضه موردمطالعه 21 نمونه از کاربری زراعی، 18 نمونه از کاربری مرتع، 14 نمونه از کاربری باغ با روش سیستماتیک - تصادفی برداشت شد. ویژگی‎های فیزیکی و شیمیایی نمونه ‎ها شامل سدیم، پتاسیم، فسفر کل، کربن آلی، هدایت الکتریکی، pH، آهک، وزن مخصوص ظاهری و حقیقی و بافت خاک اندازه گیری شد. با استفاده از تحلیل واریانس ارتباط پارامتر‎های اندازه ‎گیری شده با کاربری‎های اراضی مشخص شد. نتایج نشان داد که اکثر پارامتر‎های فیزیکی و شیمیایی خاک با مقدار P کمتر از 05/0 به طور معنی‎دار تحت تاثیر کاربری اراضی می‎باشد. همچنین نتایج نشان داد شاخص کیفیت خاک با مقدار P (17/0) دارای ارتباط معنادار با کاربری اراضی نمی‎باشد و فرسایش‎ پذیری خاک با مقدار P کمتر از 001/0 دارای ارتباط معنادار با کاربری اراضی می‎باشد. همچنین با استفاده از آزمون Post-hoc و به روش توکی مشخص شد کاربری زراعی دارای خاک باکیفیت تر به دلیل هوادهی و باقی ماندن کاه و کلش هنگام شخم و پوشش گیاهی مناسب می‎باشد و کاربری مرتع به دلیل چرای بیش از حد دام و کاهش مواد مغذی خاک دارای فرسایش ‎پذیری بالایی نسبت به کاربری زراعی و باغ می‎باشد.

    کلید واژگان: کیفیت خاک, فرسایش خاک, کاربری اراضی, حوضه آبریز هشتیان, دریاچه ارومیه}
    Milad Khezri, Kazem Nosrati *, Zeynab Mohammadi Raigani, Somaiyeh Khaleghi, Saeedeh Jalali

    Soil erosion is considered as an important factor in reducing soil quality and degradation. One of the important and influential parameters in soil erosion is the types of land use. Each of the land uses directly and indirectly affects the erodibility of the soil and as a result the quality of the soil. Heshtian Catchment area needs monitoring of soil quality and erodibility due to natural conditions, human interventions and diversity of land use. Therefore, the purpose of this research is to investigate the effect of land use on erodibility and soil quality in Hashtian Catchment. In this research, 21, 18 and 14 samples of agriculture, pasture, and garden land use were taken from the basin by systematic-random method, respectively. By performing statistical analyses, the physical and chemical characteristics of the samples, including sodium, potassium, total phosphorus, organic carbon, electrical conductivity, pH, calcium, saturated percentage, bulk density, particle density, and soil texture were determined. Using variance analysis, the relationship between the measured parameters and land uses was determined. The results showed that most physical and chemical parameters of soil with P value less than 0.05 have a significant relationship with land use. Also, the results showed that soil quality index with P value (0.17) has no significant relationship with land use, and soil erodibility with P value less than 0.001 has a significant relationship with land use. Also, using Post-hoc test and Tukey's method, it was determined that agricultural use with better quality soil due to aeration and remaining straw and stubble during plowing and vegetation is suitable, and pasture use is suitable due to excessive livestock grazing and the reduction of soil nutrients has a high erodibility compared to agricultural and garden use.

    Keywords: Soil quality, Soil erosion, Land Use, Hashtian Catchment, Urmia Lake}
  • منصور پروین*

    فرایند فرسایش خاک و تشدید آن بر اثر مدیریت و بهره برداری نامناسب هر ساله خسارات زیادی را به حوضه های مناطق نیمه خشک و خشک ایران وارد می کند. در میان روش های متعدد مطالعات فرسایش خاک، روش آنالیز پارامترهای مورفومتریک، یک روش ارزان، سریع و کارآمد برای مطالعه ای فرسایش خاک است. حوضه نیمه خشک میان راهان به علت رخنمون سازندهای مختلف، تنوع شرایط ژیومورفولوژی، توپوگرافی ناهموار و رواج معیشت کشاورزی و دامپروری در معرض خطر فرسایش خاک قرار دارد. بنابراین پهنه بندی پتانسیل فرسایش خاک این حوضه، جهت مدیریت علمی و توسعه پایدار آن ضروری است. هدف پژوهش حاضر پهنه بندی پتانسیل فرسایش خاک در زیرحوضه های، حوضه میان راهان است. در این پژوهش از روش های WSA و میانگین گیری استفاده شده، که مبتنی بر محاسبه و رتبه بندی پارامترهای مورفومتریک هستند. نتایج نشان داد، که بر اساس روش های WSA و میانگین گیری به ترتیب 47.49% و 65.53% مساحت حوضه میانراهان در پهنه های با پتانسیل فرسایش خاک زیاد قرار گرفته و نیازمند اجرای طرح های حفاظتی می باشند. روش WSA به علت استفاده از پارامترهای مورفومتریک شکلی، خطی و ناهمواری و محاسبه ضریب همبستگی بین آنها دارای کارایی بهتری برای مطالعات پهنه بندی پتانسیل فرسایش خاک است. زیرحوضه های جنوبی، شمالی و مرکزی حوضه میانراهان به ترتیب دارای پتانسیل کم، متوسط و زیاد فرسایش خاک هستند.  میزان پتانسیل فرسایش خاک در زیرحوضه های حوضه میانراهان متاثر از شرایط ناهمواری و شکل زیرحوضه ها بوده و پارامترهای مرتبط با شکل حوضه و ناهمواری حوضه بیشترین تاثیر را در میزان پتانسیل فرسایش خاک زیرحوضه ها دارند.

    کلید واژگان: پارامترهای مورفومتریک, پهنه بندی, حوضه میانراهان, روش WSA, فرسایش خاک}
    Mansor Parvin*

    The process of soil erosion and its intensification due to improper management and exploitation causes a lot of damage to the basins of semi-arid and arid regions of Iran every year. Among the various methods of soil erosion studies, morphometric parameter analysis is a cheap, fast and efficient method for soil erosion study.The semi-arid basin of mianrahan is at risk of soil erosion due to the outcrop of different formations, diversity of geomorphological conditions, rugged topography and the prevalence of agricultural and livestock livelihoods.Therefore, zoning of soil erosion potential of this basin is necessary for scientific management and sustainable development.The aim of the present study is to zoning the soil erosion potential in sub-basins, intermediate basins. In this research, WSA and averaging methods are used, which are based on the calculation and ranking of morphometric parameters. The results showed that according to WSA and averaging methods, 47.49% and 65.53% of the area of the mianrahan basin are located in areas with high soil erosion potential and need to implement protection plans.The WSA method is more efficient for soil erosion potential zoning studies due to the use of morphometric, linear and uneven morphometric parameters and the calculation of the correlation coefficient between them.The southern, northern and central sub-basins of the mianrahan basin have low, medium and high potential for soil erosion, respectively. The amount of soil erosion potential in the sub-basins of the mianrahan basin is affected by the roughness and shape of the sub-basins and the parameters related to the shape of the basin and the unevenness of the basin have the greatest impact on the soil erosion potential of the sub-basins.

    Keywords: mianrahan basin, morphometric parameters, soil erosion, WSA method, zoning}
  • محمد معتمدی راد*، محمدعلی زنگنه اسدی، حسین عجم

    یکی از مهمترین منابع طبیعی هر کشوری خاک است. خاک یک منبع زنده، پویا، تجدید پذیر در طول عمر انسان است که برای تولید غذا و همچنین توازن اکوسیستم ها ضروری و حیاتی به نظر می رسد. منابع آب و خاک از نظر اقتصادی و اکولوژی به عنوان ارکان اصلی منابع طبیعی و توسعه فعالیت های کشاورزی شناخته شده و در واقع منشا تولید مایحتاج اولیه بشر و تامین کننده نیازهای طبیعی گیاهان و موجودات زنده دراکوسیستم می باشد. بنابراین در حوضه های آبریز نیاز به بررسی و کنترل فرسایش رسوب وجود دارد. و برای حفاظت از هدر رفت رسوب باید تمهبدات ویزه ای متناسب با هر حوضه اتخاذ شود.در حوضه کال اسماعیل دره با استفاده مطالعات کتابخانه ای، مشاهدات میدانی، تصاویر هوایی و نقشه های GIS، فاکتور-های مدلی جهانی تجدید نظر شده فرسایش خاک (RUSLE) شامل: فرسایش پذیری باران، فرسایش پذیری خاک، طول شیب، درجه شیب، پوشش گیاهی مورد ارزیابی قرار گرفت وهمچنین عوامل 9 گانه مدل پسیاک محاسبه شد.باستفاده از نقشه های GIS و فرمول های مربوطه در مدل جهانی تجدید نظر شده فرسایش خاک، میزان فرسایش رسوب در منطقه مورد مطالعه 17.197 تن در هکتار برآورد شده و براساس مدل پسیاک نیز میزان برداشت رسوب 3.54 تن در هکتار محاسبه گردید. بنابراین از نظر شدت رسوب دهی، منطقه درکلاسI و دارای فرسایش خیلی کم می باشد.

    کلید واژگان: فرسایش رسوب, حوضه آبریز, فرسایش خاک}
    Mohammad Motamedirad *, MohamadAli Zangane Asadi, Hossein Ajam
    Introduction

    Soil erosion and production of sediment load in the watershed has become one of the important environmental problems today, and therefore, Preventing its occurrence is one of the most important factors for protecting natural resources. Increasing soil loss in watersheds Watershed is a continuous challenge that is caused by the increase in population and the pressure on natural resources and unsustainable cultivation in soils and lands Slope causes a decrease in production in the land (Ahmad Abadi, 2017). One of the most important factors of soil destruction and fertility reduction is soil erosion, which is increasing nowadays and leads to Loss of good agricultural soil.

    Methodology

    which is called the RUSLE relationship and is a function of six factors as follows:A=R*K*L*S*C*P (2) A: average soil loss per surface unit (tons per hectare per year) R: rain erosion factor, K: soil erodibility factor, L: slope length, S: slope degree, C: management factor Vegetation, P: Factor of soil protection measures This model is still the best available erosion prediction model that can be easily applied at the local level area to be used. In this method, using the DEM map of the basin in the GIS environment and having the factors RKLSCP factors, raster maps are prepared and finally, with the correlation of these maps, the soil erosion map is obtained. In the GIS environment, rain erosibility index maps (R), soil erodibility index (K), slope length index (L), Slope degree index (S) is prepared. Also, Landsat satellite bands 1 and 7 are used to prepare the NDVI map, Vegetation index (C) is prepared. - Third step: modified PSIAC

    method

    In 1968, the American Water Management Committee presented the Psiak method qualitatively. This model is based on the sum of 9 factors (X1-9) Effective on erosion, it gives the sedimentation of the basin, according to which the erosion class of the basin can be determined. In the year 1982 Johnson and Wegbhart took these factors numerically (Y1-9) so that the model takes on a quantitative state and its accuracy to increase Factors affecting erosion in this model include: lithology, soil, climate, runoff, topography, vegetation, Land use, the current state of erosion and erosion of Khanhai River. - Fourth step: preparing the necessary invoices:As stated, the revised global equation of soil erosion is an empirical model of soil erosion estimation based on the global equation. Soil erosion is designed. This model, in addition to being able to use data such as the physical characteristics of the basin and Meteorological stations can estimate the amount of soil erosion, it also enables the spatial distribution of soil erosion.

    Results and Discussion

    In this regard, in order to calculate the average loss of soil per surface unit (tons per hectare per year), the following factors were examined and calculated and prepared:- Slope degree: S=L* H/A S =541781.94*20/144538670=0.074 S=0.074*100=7.4 - Slope length:Basin slope length 16.03 square kilometers were calculated. Then, the erosive factors of precipitation, soil erodibility, slope length, slope degree, vegetation cover and protective measures were calculated and put in relation to the global equation as follows:R=8.86*0.376*0.72*7.17*1 R=17.197 Also, 3 factors involved in the modified Psiak model were calculated as follows and placed in the relevant section as follows:Q = 0253e^(0/036R) Q = 0.253*〖2.718〗^2.641 0.253×14.02=3.54

    Conclusion

    In this research, by preparing different layers of information, the state of sediment erosion and the amount of sediment production were determined. According Based on the amount of sediment production calculated and comparing this number with the sediment determination table, it can be said that the basin In terms of sedimentation and erosion, Kal Ismail Dara is in Class I and among the areas with very low intensity of sedimentation. The studied basin has a maximum height of 2000 meters and a minimum height of 1320 meters and in terms of topography (82.38) percent of the region includes, as well as the mountainous region with an area of 25.43 square kilometers, 17.61 percent of the basin includes In this research, using the Revised Universal Equation of Soil Erosion (RUSLE) (sediment erosion rate in the basin) 17.197 tons per hectare per year was obtained in Kal Ismail Valley, and other researchers used the same model for basins.They have calculated different figures. So that Artman et al. (2011) in Navroud, the rate of sediment erosionSediment erosion is 0-100 tons per hectare per year, Mousavi (2015) (in Shahroud-Miami, Mohammadi et al.) (2016) Taaler, Mahmoudi and Naqshbandi (2019) (in Gavshan dam, Arman et al.(2015) in TengSarkh dam, Mozbani et al.( 2021) In Sikan, the amount of sediment erosion was calculated as 2.31-68.185, 0-92.01, 35.2 and 62.17 tons per hectare respectively.Other researchers have also provided different figures for different basins using the PSIAC method. Rostaminia and Safarlaki (2017) In the Cham Gardalan basin, Eylamra 9.6, Alipour et al. (2016) in the Iver basin, 2.95 and Divasalari et al. (2013) in Solqan Qom, Nasiri et al. (2021) in Bakhtar, Qochan and Ghafari et al. (2015) in Cannes, the amount of sediment erosion They calculated 19.85, 4.5-84.2, 4.6-4.17 and 72.78 tons per hectare respectively. The basin of Kal Ismail Dara has an elongated shape

    Keywords: Erosion, Sediment, basin, Soil erosion}
  • محمد احمدی*، مسیب حشمتی

    بررسی و اندازه‏گیری مقدار فرسایش شیاری در سطح زمین یکی از کارهای حساس و زمان‏بر در مدیریت فرسایش می‏باشد. دامنه فرسایشی در زیرحوضه سیه خور در جنوب غرب شهر کرمانشاه، با جهت شرقی و مقدار متوسط شیب طولی22 درصد، برای مطالعه انتخاب شد. هدف از این کار اندازه‏گیری فرسایش و حجم شیارها با استفاده از تحلیل تصویر بود. تصویر‏های فول فریم با دوربین کانن مارک Ш از 12 رویداد فرسایشی تهیه شدند. عکس ها در چهار ایستگاه در گام‏های ده متری تهیه و بزرگ نمایی و تست مقیاس از طریق نرم‏افزارImagJ انجام شد. اندازه‏گیری پهنا و عمق شیارها با کولیس روی زمین و روی تصویر با کمک نرم‏افزار انجام شد. در این پژوهش، روشی نو برای محاسبه عمق فرسایش معرفی شد. علاوه بر داده‏های دو بعدی، از سایه دیواره شیارها برای اندازه گیری عمق فرسایش بهره گرفته شد. با اندازه گیری مستقیم روی خاک و غیر مستقیم در نرم افزار ابعاد شیارها محاسبه شد، داده‏های بدست آمده تحلیل آماری شدند. با کمک وزن مخصوص ظاهری خاک، حجم خاک به وزن بر حسب کیلوگرم تبدیل شد. نتایج نشان داد خطای بین مقدار مستقیم و غیرمستقیم ابعاد شیارها در محدوده 5 درصد می‏باشد. داده‏های حاصل از تصویرهای فرسایشی نشان می دهد، که این روش در تعیین مورفومتری دقت خوبی دارد، و محدودیت های اندازه‏گیری مستقیم فرسایش شیاری نه تنها برطرف؛ بلکه با دقت و سرعت ابعاد شیارها اندازه‏گیری می شوند، و مبنایی برای محاسبه تلفات خاک در سطح پلات های تصویری می گردند. میانگین و میانه داده های تلفات خاک در سطح پلات های تصویری به ترتیب 3/2 و kg/m2 8/1 برای دوازده رویداد فرسایشی بدست آمد.

    کلید واژگان: : فرسایش خاک, تحلیل تصویر, حجم شیار, حوضه سیه خور, کرمانشاه}
    Mohammad Ahmadi *, Mosayeb Heshmati

    Investigating and measuring the amount of rill erosion at ground level is one of the sensitive and time consuming tasks in erosion management. The aim was to measure erosion using image analysis in the southwest of Kermanshah. Images of 12 erosion events were taken on different days. Photos were taken in ten-meter increments, magnified and scaled through software. The width and depth of the rills on the ground were measured with a caliper and on the image with the help of software. In this study, a new method was introduced to calculate the depth of erosion. Erosion events were recorded using a full-frame camera with a 100mm and 125mm macro lens. In addition to the two-dimensional data, the wall shadow of the rills was used to measure the depth of erosion. The dimensions of the rills were calculated by direct and indirect measurements, and the obtained data were analyzed. The results showed that the error between the direct and indirect values of the dimensions of the rills is in the range of 5%. The measured data from the recorded erosive images showed that this method has good accuracy in determining the volume. The accuracy and speed of the rill dimensions were measured. In the process of measuring the dimensions of rills erosion, it is generally assumed that there is a real or accurate value, although this exact value may never be revealed; But based on the least time and resources available, we tried to find this ideal value within the ability of the method and tools. The method used during the measurements may have slightly different results. No real or exact value, how do you now report your findings for the best estimate? The most common way is to provide a range of near-realistic data. The closer the measured data on the image (rills erosion dimensions) to the actual data or the accepted value, the more measurement error it provides. This provides the relative accuracy of the measurement. The degree of consistency among independent measurements is the same quantity (here width, rills depth) that results in reliability and reproducibility; Shows measurement accuracy. An ideal or real value is needed to accurately measure the dimensions of the rills on the images. To do this, the field dimensions of the rills were measured three times simultaneously with imaging (February 6, 2017 and May 2, 2016) with calipers and rulers (direct and real data); The same rills erosion was then imaged. Using the image analysis algorithm in the software, measurements were made on the same rills (indirect data). It was assumed that the ideal or real data is the same as the field data; From it for the correctness of the results obtained; used. Because there is no theoretical data for furrow erosion facies, it is assumed that even if the true value is not revealed, the same available field values can be trusted. In this regard, reference data is not available for either the actual value or the measured value to be compared, with both measured values being equally accurate. Therefore, there is no reason for the former to be superior to the latter and vice versa. Uncertainty is an estimate that was considered for the accuracy and precision of measurements.The accuracy of the data is measured by the proximity of the data extracted from the rills erosion event image to a real value. The distance between the calculated error value and the measured value showed that the method used in this study is reliable. Accordingly, the data of other images of erosive events were analyzed with reference to the small amount of measurement error between the actual data values and the measured data.According to the characteristics of the rills in the other images, the results showed that the width of the rills was between 23.7 to 141.26 mm and their depth was between 19.39 to 58.99 mm and their length varied from 6236 to 91755 mm. The width and depth of the rills are suitable indicators to evaluate the development of the rills. In fact, it was used to evaluate the use of field images to measure the properties of rills, auxiliary data, and the position of the sun and amplitude at the time of shooting. With the arrival of these auxiliary factors in the extraction of rills depth data; The distance between the actual data and the data measured on the image minimized their sharpness. Among the rills erosion characteristics, measuring the width and length of the rills was easier than the depth of the rills. Because two-dimensional sizes can be easily measured on image pixels. More than 2450 transects in the width and length of the rills were drawn to calculate the width, shadow length of the rills wall and the length of the rills, from data that were taken three times at the same time as imaging (February 4, 2017 and May 2, 2016) with calipers and rulers. Were measured (direct and real data) used to control indirect data. By comparing the results of this type of measurement with direct measurement of the same data, the amount of measurement error was determined; The results of direct and indirect measurements show that the extracted data of two-dimensional images are suitable for measuring object erosion.To measure the characteristics of furrow erosion in traditional methods, rulers, chains, filling furrows with soil and other artificial materials are still used, but they do not have the ability to study changes and spatial distribution of furrows, but in this method, which is used in the erosion range It was possible to determine the morphometric parameters of the furrow, which in traditional methods only allows the calculation of the volume of lost soil. In this study, it was found that measuring through ground photographs and analyzing them not only increases the speed and accuracy but also Provides spatial distribution, in addition to estimating the extent of spatial damage of soil erosion.

    Keywords: Soil erosion, image analysis, furrow volume, Siahkhor basin, Kermanshah}
  • صالح ارخی*، شهرام بارانی، سمیه عمادالدین

    در مطالعه حاضر، هدف پیش بینی پتانسیل هدر رفت سالیانه خاک و بار رسوب است. برای پیش بینی موارد مذکور، معادله تجدید نظر شده جهانی هدر رفت خاک (RUSLE) در چارچوب سیستم اطلاعات جغرافیایی به کار رفته است. مقدار عامل فرسایندگی سالیانه باران با استفاده از داده های بارش ماهانه 22 ساله در 18 ایستگاه در اطراف حوضه محاسبه شد. سپس تغییرات مکانی آن با استفاده از کریجینگ معمولی برآورد شد. شاخص فرسایش پذیری خاک از نقشه خاک، که خود با استفاده از پیمایش صحرایی و داده های سنجش از دور تهیه شد، بدست آمد. عامل توپوگرافی از مدل رقومی ارتفاع با قدرت تفکیک مکانی 30 متر استخراج شد. عامل پوشش گیاهی سالیانه نیز از داده های سنجش از دور برآورد شد. از آنجایی که در حوضه مورد مطالعه عملیات حفاظت خاک ناچیز است، مقدار عامل حفاظت خاک در سرتاسر حوضه 1 در نظر گرفته شد . در این مطالعه، مقادیر متوسط فاکتورهای R، K، LS، C و P به ترتیب برابر باMJ mm ha-1h-1y-1   264، Mg ha h ha-1MJ-1mm-1 35/0، 00/2، 51/0 و 1 بودند. میانگین بار رسوب سالیانه در حوضه مورد مطالعه  t h-1 y-137/16 برآورد شد که نزدیک به مقدار بدست آمده از ایستگاه رسوب سنجی خروجی حوضه (58/16 تن در هکتار در سال) بود. نتایج حاصل از بررسی نقشه فرسایش در این مدل نشان می دهد که بیشترین فرسایش در قسمت غرب و میانه حوضه قرار دارد. چون این منطقه از سازندهای ناپایدار و مستعد فرسایش تشکیل شده است. شیب زیاد منطقه به اضافه بارش باران و تغییر کاربری اراضی در این محدوده بسیاری از عرصه های آن را با بحران فرسایش خاک مواجه کرده است. بر اساس نتایج حاصل، بیشترین وسعت حوضه  مربوط به کلاس فرسایشی خیلی کم، کم و متوسط است که عموما در کل حوضه پراکنش دارد و کمترین مساحت حوضه در کلاس فرسایشی زیاد تا خیلی زیاد (20 درصد) قرار می گیرد. با توجه به اینکه 20 درصد حوضه مورد مطالعه در کلاس فرسایش زیاد تا خیلی زیاد قرار دارد، لزوم اقدامات حفاظتی در این مناطق الزامی است. نتایج این پژوهش همچنین نشان داد، فاکتور LS با ضریب همبستگی 81/0 بیشترین تاثیر را در برآورد فرسایش سالانه خاک توسط مدل RUSLE داشته است. این پژوهش، موثر بودن RS و GIS را جهت تخمین کمی مقادیر فرسایش خاک، بار رسوب و همچنین مدیریت فرسایش اثبات نمود.

    کلید واژگان: فرسایش خاک, بار رسوب, RUSLE, سنجش از دور, GIS, چم گردلان ایلام}
    Saleh Arekhi *, Shahram Barani, Somia Emadaddian

    Soil erosion is one of the environmental problems that pose a threat to natural resources, agriculture and the environment. Quantitative assessment of erosion and sediment using erosion and sediment estimation models is one of the solutions through which erosion and sediment can be controlled to some extent and its amount minimized. In the present study, the aim is to predict the annual soil loss potential and sediment load. To predict these cases, the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) has been used in the context of the GIS. The amount of annual rainfall erosivity factor was calculated using 22-year monthly rainfall data at 18 stations around the basin. Its spatial variations were then estimated using conventional kriging. Soil erodibility index was obtained from soil map, which was prepared using field survey and remote sensing data. The topographic factor was extracted from the digital elevation model with a spatial resolution of 30 m. The annual vegetation factor was also estimated from remote sensing data. Since soil protection operations are insignificant in the study basin, the amount of soil protection factor was considered 1 throughout Basin. In this study, the mean values ​​of R, K, LS, C and P factors were equal to 264 MJ mm ha-1h-1y-1, 0.35 Mg ha h ha-1MJ-1mm-1, 2.00, 0.51 and 1. The average annual sediment yield in the study basin was estimated to be 16.137 th-1y-1, which was close to the value obtained from the sediment measuring station of the basin outlet (16.58 tons per hectare per year). The results of the erosion map in this model show that most erosion is located in the western and middle part of the basin. Because this region is composed of unstable formations and prone to erosion. The steep slope of the region, in addition to rainfall and land use change in this area, has faced many areas with soil erosion crisis. According to the results, the largest area of ​​the basin is related to the very low, low and medium erosion class, which is generally distributed throughout the basin, and the lowest basin area is in the high to very high erosion class (20%). Due to the fact that 20% of the study basin is in the high to very high erosion class, the need for protection measures in these areas is mandatory. The results of this study also showed that LS factor with a correlation coefficient of 0.81 had the greatest effect on estimating annual soil erosion by RUSLE model. This study proved the effectiveness of RS and GIS for quantitative estimation of soil erosion amounts, sediment yield and also erosion management.

    Keywords: : Soil erosion, Sediment yield, RS, GIS, RUSLE, Cham Gardalan basin}
  • عیسی جوکار سرهنگی*، محمدرضا دهقان چاچکامی

    ارزیابی و پهنه بندی فرسایش خاک با استفاده از مدل هایی که دقت بیشتری داشته باشند، به اجرای فعالیت های حفاظتی و کنترل فرسایش خاک در داخل حوضه و کاهش میزان رسوب در خارج از آن کمک می کند. هدف از این پژوهش پهنه بندی شدت فرسایش خاک حوضه بلده با استفاده از مدل های RUSLE و ICONA و بررسی میزان دقت آنها با مشاهدات و مقادیر واقعیت زمینی است. فاکتورهای مدل RUSLE شامل فرسایندگی باران (R)، فرسایش پذیری خاک (K)، توپوگرافی (LS)، پوشش گیاهی (C) و عملیات حفاظتی (P) به ترتیب از داده های بارندگی منطقه، نقشه خاک، مدل رقومی ارتفاع و تکنیک های سنجش از دور محاسبه شده اند. براساس مدل ICONA درابتدا از هم پوشانی دو لایه شیب و سنگ شناسی، نقشه فرسایش پذیری خاک به دست آمد. سپس برای تهیه نقشه حفاظت خاک، لایه های شاخص پوشش گیاهی و کاربری اراضی منطقه همپوشانی شدند و در مرحله آخر با استفاده از لایه های فرسایش پذیری و حفاظت خاک، نقشه پهنه بندی فرسایش با این مدل نیز تهیه گردید. برای ارزیابی دقت این مدل ها از شاخص های آماری و روش BLM که تمامی عوامل آن طی مشاهدات میدانی به دست آمد، استفاده شده است. برای این منظور، یک نقشه با 2500 نقطه به صورت شبکه بندی منظم جهت نمونه برداری از نقشه های حاصل از مدل ها تهیه گردید و بر این اساس آماره هایRMSE  (جذر میانگین مربعات خطا)،  MAE (میانگین خطای مطلق)، MSE (میانگین مربعات خطا) و NSEC (ضریب کارایی ناش و ساتکلیف) محاسبه شد. نتایج شاخص های آماری مذکور و خطاهای مدل ها نشان می دهند که مدل های مذکور در حوضه بلده کفایت بالایی ندارند، اما کارایی و میزان تطابق طبقات فرسایش مدل ICONA با خروجی BLM به عنوان نقشه مرجع اندکی بیشتر است، چرا که مقدار RMSE، MAE و MSE آن کمتر و NSEC آن به عدد یک نزدیک تر است.

    کلید واژگان: فرسایش خاک, RUSLE, ICONA, حوضه بلده}
    Eisa Jokar Sarhangi, Mohammadreza Dehghan Chachkami

    Evaluation and zoning of soil erosion using models that are more accurate, helps to implement conservation activities and control soil erosion within the watershed and reduce the amount of sediment outside it. The aim of this study was to zoning the soil erosion intensity of Baladeh watershed using RUSLE and ICONA models and toa investigate their accuracy with observations and terrestrial reality values. RUSLE model factors including rainfall erosion (R), soil erodibility (K), topography (LS), vegetation (C) and conservation operations (P) were calculated from rainfall data, soil map, digital elevation model and remote sensing techniques, respectively. In ICONA model, soil erodibility map was obtained by combining two layers of slope and rock surfaces. Then, in order to prepare soil conservation layer, vegetation index and land use layers of the area were overlapped and by combining erosion and soil conservation layers, erosion zoning map was prepared with this model. The accuracy of these models was evaluated using statistical indices and BLM method, all of which were obtained during field observations. For this purpose, a map with 2500 points was prepared as regular networking for sampling the maps obtained from the models and accordingly, RMSE statistics (root mean squares error), MAE (mean absolute error), MSE (mean squares error) and NSEC (Nash-Sutcliffe Model Efficiency Coefficient) were calculated. The results of the mentioned statistical indices and the errors of the models shows that the mentioned models are not sufficient in baladeh watershed, but the efficiency and degree of adaptation of the erosion classes of ICONA model with BLM output as reference map is higher, because the amount of RMSE, MAE and MSE is lower and NSEC is closer to number one.

    Keywords: Soil erosion, RUSLE, ICONA, Baladeh watershed}
  • محمدحسین رضایی مقدم*، اسدالله حجازی، مهدی مزبانی

    امروزه فرسایش خاک به عنوان یکی از مباحث مهم مدیریت حوضه های آبریز در سطح ملی و جهانی مطرح می باشد. در این پژوهش به منظور شناسایی توزیع مکانی فرسایش خاک و تولید رسوب در حوضه ی آبریز سراب سیکان از معادله ی جهانی اصلاح شده هدر رفت خاک استفاده شده است. با استفاده از داده های بارندگی 17 ساله (1397-1380)، اطلاعات خاک شناسی و مدل رقومی ارتفاعی با تفکیک 10 متری هر یک از فاکتورهای فرسایندگی (R)، فرسایش پذیری (K)، شیب و طول شیب (LS) و حفاظت خاک (P) در محیط ArcGIS تهیه شدند. از سنجنده ی ماهواره سنتینل 2 نیز جهت استخراج و تهیه فاکتور پوشش گیاهی حوضه (C) در محیط نرم افزارENVI 5.3  استفاده شد. در نهایت با ترکیب این فاکتورها در محیط نرم افزار ArcGIS مقدار فرسایش حوضه محاسبه گردید سپس با روش های مختلف نسبت تحویل رسوب (SDR) میزان رسوب تولید شده در حوضه به دست آمد. نتایج نشان داد که مقدار فرسایش در سطح حوضه از 003/0 تا 4/248 تن در هکتار در سال در سطح پیکسل متغیر بوده و میانگین هدر رفت خاک در حوضه 3/22 تن در هکتار در سال می باشد. در بین فاکتورهای مدل، فاکتور LS با ضریب همبستگی 92/0=R2 بیش ترین تاثیرگذاری در فرسایش خاک را نشان داد. همچنین مقدار نسبت SDR با روش های مختلف بین 12/0 تا 36/0 محاسبه گردید که پس از تلفیق با نقشه فرسایش، بار رسوب حوضه محاسبه شد. میانگین بار رسوب با روش بویس 8/2 تن در هکتار در سال می باشد که نسبت به روش های دیگر به مقدار رسوب ایستگاه (65/1 تن در هکتار در سال)  نزدیک تر می باشد.

    کلید واژگان: فرسایش پذیری, سنتینل2, نسبت تحویل رسوب, هدر رفت خاک, سراب سیکان, دره شهر}
    MohammadHossein Rezaei Moghaddam *, Asadollah Hejazi, Mehdi Mezbani

    In this study, in order to identify the spatial distribution of soil erosion and sediment production in Sarab Sikan basin, the RUSLE model, GIS and remote sensing technology are used. First, using meteorological data, soil and digital elevation model with a size of 10 meters, each of the factors of erosion erosivity (R), erodibility (K), slope and slope length (LS) and soil protection (P) in the Arc GIS was calculated in Arc GIS. Sentine2 satellite sensor was also used to extract and prepare the vegetation factor of the basin (C) in ENVI 5.3 software environment. Finally, by combining these factors, the amount of basin erosion was calculated and the amount of sediment produced in the basin was obtained by different methods of sediment delivery ratio (SDR). The results showed that the amount of erosion in the basin is varies from 0.003 to 248.4 t ha-1y-1 and the average erosion in the basin is 22.3 t ha-1y-1. Among the model factors, LS factor with a correlation coefficient of R2 = 0.92 showed the highest share in soil erosion. Also, the SDR ratio was calculated by different methods between 0.12 and 0.36, which after combining with the erosion map, the sediment yield of the basin was estimated. The average sediment yield by Boise method is 2.8 t ha-1y-1, which is closer to the amount of station sediment with an average of 1.65 t ha-1y-1 compared to other methods.

    Keywords: Erodibility, Sentinel2 Satellite, SDR, Soil erosion, Sarab of Sikan, Darrehshahr}
  • میلاد خضری، کاظم نصرتی*، سمیه خالقی، زینب محمدی رایگانی

    کنترل فرسایش خاک و حفظ کیفیت خاک برای پایداری کشاورزی و محیط زیست ضروری است. تخریب کیفیت خاک ناشی از مسایلی از جمله تغییر کاربری اراضی، بیابان زایی، فرسایش خاک، آلودگی شیمیایی و کاهش حاصلخیزی خاک است. در میان این عوامل، فرسایش خاک به عنوان عامل مهمی در کاهش کیفیت و تخریب خاک در نظر گرفته می شود. از پارامترهای مهم و تاثیرگذار در فرسایش خاک مخصوصا در مناطق کوهستانی، دامنه ها و بخش های مختلف آن است. اجزای مختلف دامنه (خط الراس، شانه، پشت دامنه، پای دامنه و پنجه دامنه) به طور مستقیم و غیرمستقیم بر فرسایش پذیری خاک و در نتیجه میزان کیفیت خاک، و تکوین و تکامل دامنه ها تاثیرگذار می باشد. از این رو هدف این تحقیق بررسی تاثیر اجزای ژیومورفیک دامنه بر فرسایش پذیری و کیفیت خاک در حوضه آبریز هشتیان می باشد. بنابراین از حوضه ی مورد مطالعه 53 نمونه خاک از دامنه های حوضه برداشت شد. با انجام آزمایشات مربوطه ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نمونه ها شامل سدیم، پتاسیم، فسفر کل، کربن آلی، هدایت الکتریکی، pH، آهک، وزن مخصوص ظاهری و حقیقی و بافت خاک مشخص شد. با استفاده از تحلیل واریانس ارتباط پارامتر های اندازه گیری شده با اجزای ژیومورفیک دامنه مشخص شد. نتایج نشان داد که فقط پارامتر پتاسیم دارای ارتباط معنادار با اجزاء دامنه می باشد (017/0=P). همچنین کیفیت خاک در خط الراس و پای دامنه به ترتیب با مقدار 96/5 و 6/5 بهتر از سایر بخش های دامنه می-باشد و شانه ی دامنه با مقدار 38/0 فرسایش پذیری بالاتری نسبت به سایر بخش های دامنه به دلیل وجود شیب زیاد دارد.

    کلید واژگان: کیفیت خاک, فرسایش خاک, اجزاء ژئومورفیک دامنه, حوضه آبریز هشتیان}
    Milad Khezri, Kazem Nosrati *, سمیه Khaleghi, Zeynab Mohammadi Reygani
    Introduction

    Controlling soil erosion and maintaining soil quality is essential for agricultural and environmental sustainability. Degradation of soil quality is caused by a combination of issues including land use change, desertification, soil erosion, chemical pollution, and total loss of soil fertility. Among these factors, soil erosion is considered an important factor in reducing soil quality and degradation. Slopes and their different components of them are one of the important and effective parameters in soil erosion, especially in mountainous areas. Different components of the slope (summit, shoulder, back slope, foot slope, and toe slope) directly and indirectly affect soil erodibility and consequently the soil quality and the development of slopes. Therefore, the purpose of this study is to investigate the effect of geomorphic hillslope components on erodibility and soil quality in the Hashtian catchment.

    Methodology

    Hashtian catchment is located in West Azarbaijan province, Urmia city. Hashtian catchment area is 21222 hectares, maximum and minimum heights are 2759 and 1639 meters, respectively. There are three types of land use including agricultural lands (irrigated farming, rainfed farming), rangeland, and garden in Hashtian catchment.In this study, 53 soil samples were gathered from the main hillslope components (summit, shoulder, back slope, foot slope, toe slope), and the physical and chemical properties of the samples including sodium (Na), potassium (K), phosphorus (P), organic carbon (OM), electrical conductivity (EC), pH, calcium (Ca), saturated percentage (SP), bulk density (BD), particle density (PD) and soil texture were determined. Then the analysis of variance was used for investigating the relationship between the measured parameters and the geomorphic hillslope components. Also, the soil quality index was estimated using the following equation:SQI=(∑_(i=1)^n▒〖W_i S_i 〗)/n*10Where Wi represents the weights of the soil indicators, Si denotes the scoring function ranks of each soil property, indexed as i, and n reflects the number of variables selected for the MDS. Soil erodibility is also calculated from the Wischmeier equation as following formula:K = ((2.1 * 10 ^ (-4) M ^ (1.14) (12-a)) + (3.25 (b-2)) + (2.5 (c-3) / 759)M = (V.F.Sand + sand) * (100-Ac)Where K is the soil erodibility, Ac is clay, a is organic matter, b is soil structure and c is the permeability code, which is obtained based on soil characteristics. Finally, the soil quality and soil erodibility index in the geomorphic hillslope components were compared using analysis of variance, and the relationship between different slopes was analyzed by Post-hoc test and Tukey method.

    Results and Discussion

    The results showed that only the potassium parameter had a significant relationship with the hillslope components. Some soil properties such as saturated soil percent, potassium, and silt, are affected by the slope of the area. It is always expected that the back slope will have high erosion, but the high amount of clay in the back slope indicates the transfer of particles and nutrients from the shoulder to the back slope. On the other hand, due to the high amount of clay and sufficient amount of organic matter and phosphorus, the back slope has an acceptable soil quality. This has also affected the soil erodibility in this area. The summit has better soil quality due to the presence of suitable clay and organic matter as well as more sodium and phosphorus. The foot slope has better soil quality due to the presence of high phosphorus and potassium and also the amount of suitable organic matter.The results of using PCA to determine the MDS showed that four components were calculated to have an eigenvalue >1 and can thereby be used in the MDS. The cumulative variance was 80.56%. The highest PCs loadings were considered as a condition for selecting the final MDS comprised of Na, Clay, P, PD, and SP. The indicators were transformed into a dimensionless combinable score (0–1). In this study, a 'more is better' scoring function was applied to P and SP, and a 'less is better' scoring function was employed for Na and PD. The sand content followed an 'optimal range' function. The final results revealed that Na, Clay, PD, P, and SP had the highest to lowest weights, respectively.SQI = 0.29 S Na% + 0. 27 S Clay% + 0.27 S PD% + 0.27 S P % + 0.16 S SP%The results showed that different hillslope components do not affect soil quality and the mean values of soil quality at the summit are better than other hillslope components.Finally, different hillslope components do not affect the degree of soil erodibility and have no significant relationship with the results of soil erodibility so these results are not similar to the results of Ayoubi et al. (2014) who examined the soil quality of the slopes of Chaharmahal and Bakhtiari province. However, the results are similar to the results of Nosrati (2017) and Nosrati et al. (2015) in terms of the soil erodibility in the shoulder is higher than the other hillslope components. Also, the mean values of soil erodibility in the hillslope components are not significantly related.

    Conclusion

    The potassium parameter has a significant relationship with the hillslope components, which means that different hillslope components affect this parameter and there is no significant relationship between other parameters and hillslope components. There is no significant relationship between the geomorphic hillslope components and soil erodibility. Also, the summit and foot slope has better quality than other hillslope components due to the decay of vegetation and its effect on carbon dioxide and carbonic acid production. As a result, it increases the ability to absorb organic and nutrient substances, especially phosphorus in the soil. Accumulation of selected minimum data sets on soil quality at the foot slope and the summit has also increased soil quality. The steep slope in the shoulder has caused the washing of soil organic and nutrient materials and lowered the pH, and as a result, reduced the ability to absorb nutrients and increase erodibility.Keywords: Soil quality, Soil erosion, Geomorphic hillslope components, Hashtian Catchment.

    Keywords: Soil quality, Soil erosion, Geomorphic hillslope components, Hashtian Catchment}
  • مهدی پژوهش*، شیوا پارسی، نسرین قرهی، خدایار عبدالهی

    عمق خیسی، مقدار آبی است که در خاک نفوذ و لایه داخلی آن را مرطوب می کند و متغیری مهم در کاربرد هایی مانند تولید رواناب و برآورد عملکرد رسوب است. این متغیر در برخی موارد در علم هیدرولوژیکی، جایگزینی برای نفوذ است و از آن به عنوان عاملی مهم در فرایند های فرسایش خاک استفاده می شود. ارزیابی اثر عمق خیسی بر تولید رسوب و رواناب ناشی از فرسایش آبی با استفاده از باران ساز، در کشور و در دنیا  موضوع جدیدی است و پژوهش های متعددی در این زمینه انجام نشده است. بنابراین اهمیت و ضرورت این تحقیق، برآورد رسوب معلق با اضافه کردن متغیر عمق خیسی به مدل منطقه ای است. هدف از این تحقیق نیز بررسی اثر عمق خیسی بر توان تولید رواناب و رسوب با استفاده از معادله اصلاح شده ویلیامز است. در این مطالعه میدانی، از یک شبیه ساز باران مجهز به سیستم های قطره ای نصب شده روی یک قطعه آزمایشی در دامنه کوه استفاده شد و منظور از آن، تولید بارندگی با  دو شدت 45 و 60 میلی متر در ساعت در سه شیب 10، 20 و 30 درصد با سه تکرار بود. سپس رواناب و رسوب به دست آمده از هر پلات، در فواصل زمانی ده دقیقه ای در بطری های مخصوص جمع آوری و به آزمایشگاه منتقل شد. در ادامه، مقدار رسوب تولید شده در پایان هر بارش، وزن و برای هر پلات محاسبه شد. برای اندازه گیری عمق خیسی با استفاده از میل های بافت نازک درجه بندی شده، میزان عمق خیس شدگی هر ده دقیقه یک بار به صورت قطری با سه تکرار در داخل پلات صورت گرفت. از ضریب تبیین (R2) و معیار نش ساتکلیف (Nse) نیز به عنوان معیار های عملکرد رسوب برای مدل استفاده شد. نتایج نشان داد که در ارزیابی نتایج در شبیه سازی میزان رسوب، ضریب نش ساتکلیف و ضریب تبیین به عنوان دو مورد از پرکاربرد ترین شاخص ها، مقدار 88/0 Nse= و 88/0R2= را از خود نشان دادند. نتایج حاصل از برآورد میزان رسوب معلق در مراحل واسنجی (81/0 Nse= و 81/0R2=) و اعتبارسنجی (81/0Nse=  و 81/0R2=)، برای منطقه مورد مطالعه بسیار مناسب بود.

    کلید واژگان: شدت بارندگی, شیب, رسوب معلق, فرسایش خاک, عمق خیسی}
    Mehdi Pajouhesh*, Shiva Parsi, Nasrin Gharahi, Khodayar Abdollahi
    Introduction

    Depth to wet front is generally considered as the amount of water which penetrates into soil and wets the internal soil layer. This is an important variable especially in applications such as runoff generation and sediment yield estimation. This variable in some cases is used as a hydrological science in the form of a proxy for infiltration as an important factor in soil erosion processes. The importance and necessity of this research is estimating the performance of suspended sediment by adding the wetting depth variable to the regional model. The aim of this study was to investigate the effect of wetting depth on runoff and sediment production capacity by using the modified Williams equation.

    Methodology

    In this field study, a rain simulator equipped with drip systems installed on a test site on a mountain slope to produce rainfall with intensities of 45 and 60 mm per hour on three slopes of 10, 20 and 30% was used with three replications. Adjacent to the experimental plots, soil surface depth was used to determine the physical and chemical properties of the soil, including soil texture, lime percentage, organic matter, initial moisture and aggregate stability. After setting the artificial sprinkler on the experimental plot, runoff and sediment obtained from each plot were collected in special bottles at 10-minute intervals and transferred to the laboratory. Then the amount of sediment produced at the end of each precipitation was weighed and calculated for each plot. Then, to measure the wetting depth using thin tissue rods, the wetting depth was measured every 10 minutes in diameter with 3 repetitions inside the plot. Explanation coefficient (R2) and Nash-Sutcliffe return (Nse) were used as sediment yield criteria for the model.

    Results

    According to the results obtained in the study area and the efficiency coefficient, before adding the wetting depth parameter, the effect of precipitation intensity on sediment indicates a significant difference. The Nash coefficients at intensities of 45 and 60 mm/h are 0.84 and 0.63%, respectively, while the Nash coefficient for the combined intensities (total) of 45- and 60 mm/h is 0.55. Due to the low Nash coefficient in the Williams equation, for investigating the wetting depth on the amount of sediment, the Williams equation was modified. Based on the results in the study area, the relationship between wetting depth and the amount of suspended sediment in the mentioned intensities and slopes through the equation of Qs=(qe×qpe)0/32×S0/28×1/17dp×DA2/89 was obtained. Sediment performance has a non-linear and inverse relationship with wetting depth at the desired intensities and slopes, and also with the parameters of slope, runoff volume, runoff peak discharge and area. The results showed that the extent that increasing the slope, runoff, runoff peak and area leads to increasing the amount of sediment, and increasing the wetting depth reduces the amount of suspended sediment. The calibration and validation results of estimating the amount of suspended sediment in the developed model showed the value of Nse= 0.81; R2 = 0.81.

    Discussion & Conclusions

    This study investigated the effect of wetting depth on runoff and sediment production capacity in the field at slopes of 10, 20 and 30% with rainfall intensities of 45 and 60 mm/h using the modified Williams equation. In the present case without considering the wetting depth variable, the results showed that at intensities of 45 and 60 mm/h, the amount of sediment and runoff increases by increasing the slope. This is because the shear energy poured on the soil by raindrops has produced runoff and sediment. But by combining rainfall intensities of 45 and 60 mm per hour, the amount of Nash coefficient decreased. One of the reasons for this is the increase in the diameter of raindrops and also the increase in the number of droplets that hit the soil surface. Although increasing the intensity of rainfall in most soils increases sediment by increasing runoff, it can sometimes reduce sediment efficiency by reducing sediment due to the spatial homogeneity of the slope of the soil surface layer. Addition of slope and wetting depth parameter, which is due to the amount of infiltration that moistens the soil around the bottom layers, is one of the factors that affect the production of sediment. The results of evaluating the efficiency of the regional model showed that the equation obtained for the region fits well with the observational data to the extent that the coefficient of explanation of fitted lines on the data increased by adding the wetting depth variable. There is an inverse exponential relationship between the amount of leached sediment and the wetting depth. Performance coefficient indices such as sedimentation coefficient and explanation coefficient, as two of the most widely used indicators to evaluate the results in the simulation of the amount of sediment, showed the value of Nse = 0.88 and R2 = 0.88. The results of estimating the amount of suspended sediment in the calibration (Nse = 0.81; R2 = 0.81) and validation (Nse = 0.81; R2 = 0.81) stages were very suitable for the study area.

    Keywords: Rainfall intensity, Slope, Soil erosion, Suspended sediment, Wet depth}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال