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 « sediment yield » در نشریات گروه « آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع »

تکرار جستجوی کلیدواژه «sediment yield» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • لیلا غلامی*، عبدالواحد خالدی درویشان، سعید درختی، محبوبه کیانی هرچکانی
    مقدمه

    یکی از عوامل تاثیرگذار در کاهش تولیدات کشاورزی و تهدید امنیت غذایی فرسایش خاک است که در آن لایه حاصل خیز خاک از بین می رود. خطر فرسایش خاک بسته به توپوگرافی حوضه، ویژگی های خاک، شرایط آب و هوایی محلی، کاربری اراضی و شیوه های مدیریت زمین متفاوت است که تغییر کاربری اراضی به دلیل اینکه انسان در آن نسبت به سایر عوامل نقش بیش تری دارد؛ می تواند باعث تشدید فرسایش شود. تغییرات کاربری اراضی یکی از عوامل مهم در تغییر جریان هیدرولوژیکی و فرسایش خاک است. در اثر تغییر کاربری اراضی و تخریب پوشش گیاهی، قسمت اعظم نزولات تبدیل به رواناب شده، که علاوه بر هدر رفت خاک و تولید رسوب باعث خسارات مالی و جانی فراوان ناشی از سیلاب نیز می شود. بنابراین، اطلاع از روند فرسایش در بازه های زمانی مختلف می تواند در تعیین الگوی پراکنش فرسایش و اثرات آن در گذر زمان کمک کند تا تصمیم گیران ضمن پایش و ارزیابی اقدامات انجام شده در زمینه حفاظت خاک و آب، تصمیمات مقتضی را برای شرایط فعلی و آتی حوزه های آبخیز اتخاذ کنند. بنابراین، در پژوهش حاضر به ارزیابی اثرات تغییر کاربری اراضی بر فرسایش خاک با استفاده از مدل RUSLE در حوزه آبخیز چرداول در استان ایلام برای سال های 2005 و 2020 پرداخته شده است.

    مواد و روش ها

     در پژوهش حاضر ابتدا عوامل موثر در مدل جهانی تجدید نظر شده فرسایش خاک به صورت لایه رستری تهیه شد. این عوامل شامل قدرت فرسایندگی باران، طول و درجه شیب، مدیریت پوشش گیاهی، فرسایش پذیری خاک و عملیات حفاظتی است. عامل فرسایندگی باران برای هر یک از ایستگاه های داخل و خارج از حوضه محاسبه شد و در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی با استفاده از روش پهنه بندی عکس فاصله لایه ی فرسایندگی باران تهیه شد. برای طول و درجه شیب از نقشه مدل رقومی ارتفاعی و نقشه جریان تجمعی استفاده شد. لایه فرسایش پذیری خاک با استفاده از نقشه بافت خاک حاصل شد. شاخص NDVI با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست هشت سنجنده OLI مربوط به سال 2020 و تصاویر ماهواره ای لندست پنج سنجنده ETM مربوط به سال 2005 و با استفاده از باندهای چهار و پنج (برای لندست هشت) و باندهای سه و چهار (برای لندست پنج) در نرم افزار سنجش از دور محاسبه شد و سپس عامل مدیریت زراعی در دو سال 2005 و 2020 حاصل شد. برای به دست آوردن عامل عملیات حفاظتی از نقشه کاربری اراضی در دو سال 2005 و 2020 استفاده شد و با توجه به هر کاربری ارزش حفاظتی آن مشخص شد. در مرحله بعد با ضرب این لایه ها در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی مقدار هدررفت سالیانه خاک برآورد شد. در نهایت به منظور تعیین مقدار فرسایش در هر کدام از کاربری ها در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی لایه فرسایش و کاربری مربوط به سال های 2005 و 2020 روی هم قرار داده شد.

    نتایج و بحث :

    نتایج نشان داد که قدرت فرسایندگی باران 5/220 تا 8/309 مگاژول میلی متر بر هکتار ساعت، طول و درجه شیب صفر تا 7/403  در سطح پیکسل، مدیریت پوشش گیاهی 57/0 - 16/0 در سال 2005 و 61/0 - 18/0 در سال 2020، فرسایش پذیری خاک 06/0 - 03/0 تن هکتار ساعت بر هکتار مگاژول میلی متر و عملیات حفاظتی صفر تا یک برای هر دو سال 2005 و 2020 بودند. میانگین فرسایش در سال 2005،  23/13 تن بر هکتار در سال و این مقدار برای سال 2020، 13/20 تن بر هکتار در سال بود. اراضی بایر به دلیل عدم وجود پوشش گیاهی، بیش ترین مقدار فرسایش خاک را تولید می کند به طوری که مقدار آن از سال 2005 تا سال2020 از 65/0 به 8/3 تن افزایش یافت و مناطق مسکونی به دلیل وجود حالت عایق و آسفالت و زهکش مناسب بیش تر نقش انتقال رواناب به اطراف را داشت. در مناطق کشاورزی به دلیل رعایت نکردن اصول کشت مناسب و استفاده نکردن از وسایل مناسب شخم در طی این دوره در معرض فرسایش قرار گرفته است. به طور کلی، نتایج نشان داد که مساحت طبقه فرسایش خیلی کم، کاهش یافته است و مساحت طبقات فرسایش کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد افزایش یافته است. از طرفی، نتایج نشان دهنده کارایی مدل تجربی RUSLE در حوضه است.

    نتیجه گیری

     با توجه به تاثیرات گسترده فرسایش خاک بر جنبه های گوناگون زندگی انسان، پایش و ارزیابی مداوم آن می تواند به اتخاذ تصمیمات درست برای مقابله با این بحران کمک کننده باشد. در پژوهش حاضر از مدل RUSLE برای بررسی اثرات تغییر کاربری اراضی بر فرسایش خاک برای دو سال 2005 و 2020 در حوزه آبخیز چرداول استفاده شد. به طور کلی نتایج نشان داد که در حوضه مورد بررسی مقدار فرسایش از 2005 تا 2020 افزایش داشته است که بیان گر وضعیت خطرناکی برای حوضه در آینده است. بنابراین پیشنهاد می شود از عملیات حفاظت خاک و آب به ویژه در مناطق شیب دار و هم چنین مناطق بالادست حوضه استفاده شود. همچنین باید باتوجه به تغییر کاربری اراضی در حوزه آبخیز چرداول اقداماتی برای حفاظت خاک و آب در مناطق با پتانسیل فرسایشی بالا انجام شود. همچنین به نظر می رسد تصویب قوانین مناسب برای جلوگیری از تغییر کاربری اراضی می تواند به کاهش فرسایش خاک کمک کنند اما به دلیل اینکه مهم ترین بخش حوزه آبخیز ساکنان آن هستند بنابراین این قوانین باید به گونه ای باشند که ضمن جلب مشارکت و رضایت مردم، تضمین کننده درآمد پایدار آن ها باشد. بنابراین توسعه سناریوهای مدیریتی در منطقه به مدیران منابع طبیعی در اولویت بندی و به کارگیری شیوه های مدیریتی مناسب در کنترل فرسایش خاک مناطق پرخطر حوضه چرداول کمک می کند.

    کلید واژگان: تخریب زمین, تولید رسوب, حوزه آبخیز کوهستانی, معادله جهانی هدررفت خاک}
    Leila Gholami*, Abdulvahed Khaledi Darvishan, Saeid Derakhti, Mahboobeh Kiani Harchegani
    Introduction

     The soil erosion is one of the effective factors in reducing agricultural production and threatening food security, in which the soil fertile layer is destroyed. The risk of soil erosion is different depending on the watershed topography, soil characteristics, conditions of local weather, land use and methods of land management, which the land use change can be exacerbated. Land use changes are one of the important factors in changing hydrological flow and soil erosion. As a result of land use change and vegetation destruction, a large part of the rainfall has turned into runoff, which in addition to soil loss and sediment production, causes a lot of financial and human losses caused by floods. Therefore, the knowledge from erosion process in different time periods can help in determination of the distribution pattern of erosion and its effects over time. So that, the decision-makers, while monitoring and evaluating the conducted measures about the soil and water conservation take the appropriate decisions for the current and future conditions of watersheds. Therefore, in the present study, the effects of land use change on soil erosion have been evaluated using the RUSLE model in Chardavel watershed of Ilam province for the years 2005 and 2020.

    Materials and methods

     In the present study, the effective factors in the Revised Universal Soil Loss Equation were prepared in the form of raster layer. These factors include the rainfall erosivity, length and degree of slope, vegetation management, soil erodibility and conservation operations. The factor of rainfall erosivity was calculated for each of the stations inside and outside the watershed and the erosivity layer was prepared in the GIS environment, by using the Inverse Distance Weighting method. For the length and degree of slope were used from the digital elevation model map and cumulative flow map. The layer of soil erodibility was obtained using the soil texture map. The NDVI index was calculated using Landsat 8 of OLI sensor (2020) and satellite images of five ETM Landsat satellite images (2005) and using bands of 4 and 5 (for Landsat 8) and bands of 3 and 4 (for Landsat 5) in the remote sensing software, and then, the management factor was obtained in years of 2005 and 2020. In order to obtain the factor of conservation operation, the land use map was used for years of 2005 and 2020, and according to each land use was determined the its conservation value. In the next step, the amount of annual soil loss was estimated by multiplying these layers in the GIS environment. Finally, to determine the amount of erosion in each of land uses, the layers of erosion and land use placed on top of each other to the years of 2005 and 2020.

    Results and discussion

     The results showed that the rainfall erosivity was from 220.5 to 309.8 MJ mm ha-1 h-1, the length and degree of slope were 0 – 403.7 at the pixel level, the vegetation management was 0.16 - 0.57 (in year of 2005) and 0.18 - 0.61 (in year of 2020), the soil erodibility was 0.03 - 0.06 t. ha h ha-1 MJ-1 mm-1 and protection operation was 0-1 for both years of 2005 and 2020. The average erosion was 13.23 t ha-1. year-1 for year of 2005 and this value was 20.13 t ha-1 year-1 for year of 2020. The barren land uses due to the lack of vegetation produces the highest amount of erosion, so that its amount has increased years of 2003 to 2005 from 0.65 to 3.8 t, and residential areas due to the presence insulation, asphalt and proper drainage have the more role of transferring runoff. In agricultural areas, it has been exposed to erosion during this period due to not following the principles of proper cultivation and usage of proper tools.

    Conclusion

     Considering the extensive effects of soil erosion on various aspects of human life, its continuous monitoring and evaluation can help to make the right decisions to confronting with this crisis. In the present study, the RUSLE model was used to investigate the effects of land use change on soil erosion for the years of 2005 and 2020 in Chardavol watershed. In general, the results showed that the erosion amount has increased in the studied watershed from 2005 to 2020, which it indicates that there is the dangerous situation for the watershed in the future. Therefore, it is suggested to use soil and water conservation operations, especially in the steep areas and also in the upstream areas of the watershed. Also, according to the change of land use in Chardavol watershed, the measurements should be taken for soil and water conservation in areas with high erosion potential. It also seems that the adoption of appropriate laws to prevent land use change can help reduce soil erosion.  But, because the most important part of the watershed are its residents, these laws should be in such a way that while attracting people's participation and satisfaction, it guarantees their stable income. Therefore, the development of management scenarios in the region will help natural resource managers in prioritizing and usage of appropriate management methods in controlling soil erosion in high-risk areas of Chardavol watershed.

    Keywords: : Land Degradation, Sediment Production, Mountain Watershed, Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE), Sediment Yield}
  • نگار طیب زاده مقدم، بهرام ملک محمدی*
    پاسخ مولفه های بیلان آب به عنوان شاخص های عملکرد هیدرولوژیکی نسبت به محرک هایی چون تغییر کاربری اراضی از اهمیت استراتژیک برخوردار است. در این مطالعه ارزیابی اثر تغییرات کاربری اراضی بر مولفه های بیلان آبی با تمرکز بر روابط و تغییرات شاخص های اصلی عملکرد آب و عملکرد رسوب صورت پذیرفت. بر این اساس از مدل زنجیره ای مارکوف برای پیش بینی کاربری اراضی در سال 2040 استفاده شد. هم چنین مدل ارزیابی آب و خاک آمریکا به عنوان مدل مبنا برای ارزیابی و برآورد شاخص های هیدرولوژیکی در حوضه آبخیز طالقان به عنوان حوضه ای کوهستانی با عدم تجانس ساختاری توسعه داده شد. نتایج مدل نشان داد که افزایش سکونتگاه ها و توسعه شهری در حوضه آبخیز طالقان منجر به ایجاد رواناب بیشتر، افزایش کمی شاخص های عملکرد آب، عملکرد رسوب و همچنین افزایش رسوب گذاری خواهد شد. تغییر کاربری اراضی سبب افزایش تقریبا 11 برابری بار رسوب تا سال 2040 می گردد. تبدیل مراتع به زمین های بایر مهمترین تغییر کاربری است که می تواند افزایش رسوب گذاری را به همراه داشته باشد. هم چنین افزایش زمین های بایر خود علتی بر کاهش تبخیر و تعرق در برخی از زیرحوضه های این آبخیز خواهد بود. افزایش بارندگی و کاهش نفوذ پذیری خاک باعث افزایش رواناب سطحی شده و در نتیجه فرسایش خاک و رسوب گذاری را افزایش خواهد داد. در این مطالعه دقیقا زیرحوضه های که بالاترین میزان کمی شاخص عملکرد آب پیش بینی شده را داشتند دارای بالاترین میزان کمی شاخص عملکرد رسوب و افزایش رسوب گذاری نیز بودند. در این تحقیق مشخص گردید تغییرات کاربری اراضی به عنوان نوعی از تغییرات ساختاری در سرزمین اثرات مشهودی را بر عملکردها و پاسخ های هیدرولوژیک حوضه آبخیز خواهد گذاشت.
    کلید واژگان: تغییر کاربری اراضی, عملکرد آب, عملکرد رسوب, حوضه آبخیز طالقان}
    Negar Tayebzadeh Moghadam, Bahram Malekmohammadi *
    The response of water balance components as indicators of hydrological performance to stimuli such as land use change is of strategic importance. In this study, the effect of land use change on water balance components was evaluated, focusing on the relationships and change of the main indicators of water yield and sediment yield. Based on this, the Markov chain model was used to predict land use in 2040. Also, the American soil and water assessment tool was developed as a base model for evaluating and estimating hydrological indicators in the Taleghan Watershed as a mountainous watershed with structural heterogeneity. The results of model showed that the increase of settlements and urban development in Taleghan watershed will result in increased runoff, increased water yield and sediment yield indicators, and more sedimentation. Land use change leads to an increase of sediment yield by 11 times until 2040. The conversion of pastures to barren lands is the most important land use change that can increase sediment yield. Also, the increase of barren lands will be the reason for the reduction of evapotranspiration in some sub-basins of this watershed. Increasing rainfall and decreasing soil permeability will increase surface runoff, and as a result, soil erosion and sediment yield will increase. In this study, exactly the sub-basins that had the highest quantitative amount of predicted water yield index also had the highest quantitative amount of sediment yield index and increased sedimentation. In this research, it was determined that land use change as a type of structural change in the land will have visible effects on the functions and hydrological responses of the watershed.
    Keywords: Land Use Change, Sediment yield, Taleghan watershed, Water Yield}
  • مهدی حیات زاده*، وحید موسوی، اسماعیل سهیلی
    مقدمه

    مطالعه فرسایش و رسوب یکی از پارامترهای اصلی و جزء تفکیک ناپذیر مطالعات آبخیزداری یک حوزه آبخیز به شمار می رود. روش های جلوگیری از پدیده فرسایش و رسوب، پیکره برنامه ریزی مدیریت حوزه آبخیز را تشکیل می دهد. از طرفی عدم وجود آمار دقیق از مقدار فرسایش و رسوب، استفاده از مدل های برآورد فرسایش و رسوب را اجتناب ناپذیر می کند. چنین مدل هایی اغلب منطقه ای بوده و در سایر مناطق می تواند بازه عدم قطعیت زیادی داشته باشد. یکی از دستاوردهای مهم مدل سازی فارغ از نوع آن، کمک به تحلیل فرایندهای طبیعی در حوزه آبخیز است. از طرفی آگاهی از فرایندهای فرسایش و رسوب در یک منطقه می تواند گام موثری در مدیریت، برنامه ریزی و اولویت بندی منابع موجود باشد. به طورکلی در این تحقیق سعی شده تا با آنالیز حساسیت مدل تجربی پسیاک اصلاح شده (مدل برآورد فرسایش و رسوب) نسبت به پارامترهای به کاررفته در آن، حساسیت مدل نسبت به تغییرات پارامترهای آن ها شناسایی و تاثیر آن ها بر رسوب دهی مشخص شود. از طرفی با مشخص شدن پارامترهای زمینی و جوی تاثیرگذار می توان به اولویت بندی میزان اثر گذاری آن ها بر میزان رسوب دهی آبی منطقه اقدام نمود.

    مواد و روش ها

    آنالیز حساسیت روشی است که به وسیله آن، اثر تغییر ضرایب پارامترهای موجود در مدل ها را بر خروجی مدل می توان بررسی نمود و نیز روابط بین متغیرهای مدل با یکدیگر را تعیین و پارامترهای موثر بر خروجی مدل را اولویت بندی کرد. آنالیز حساسیت را می توان در مرحله واسنجی مورد استفاده قرار داد، به گونه ای که موجب دقت نتایج و صرفه جویی در وقت و هزینه گردد. بدین منظور با استفاده از استاندارد نمودن پارامترهای 9 گانه مدل، میزان رسوب دهی از طریق تغییر مقادیر هر یک از پارامترها بین حد پایین و بالای آن برآورد گردید و پارامتر دیگر (یا پارامترهای دیگر) در میانگین خود ثابت و با هر تغییر، دبی رسوب محاسبه گردید.

    نتایج و بحث: 

    در تحلیل نتایج، میزان شیب منحنی های استانداردشده پارامترهای مختلف نسبت به متغیر وابسته (رسوب ویژه) در نظر گرفته می شود؛ به طوری که هر قسمت از منحنی که تغییرات شیب بیشتری داشته باشد، حاکی از آن است که مدل نسبت به تغییرات جزئی آن پارامتر در آن بازه حساس تر است. نتایج حاصل از این آنالیز حساسیت حاکی از تاثیرگذاری بالای فاکتور شیب و حجم رواناب در رسوب دهی است؛ به طوری که تاثیر مقادیر پارامتر شیب تا حدود شیب 15 درصد در خروجی مدل از دیگر پارامترها کمتر ماست، از طرفی با بالا رفتن مقدار شیب وضعیت تغییر کرده به طوری که می توان گفت شیب های بالا (بیش از 15 درصد)، بیشترین تاثیر را در میزان رسوب تولیدی حوزه آبخیز دارند. تاثیر عامل رواناب نیز به یک باره در مقادیر دبی های بالا شیب تندی به خود گرفته است.

    نتیجه گیری

    پس از تفسیر و مطالعه گراف های حاصل از تغییرات رسوب ویژه و پارامترهای استانداردشده موثر بر مقدار خروجی، پارامترهایی که گراف هایی با بیشترین مقدار شیب را نشان دادند؛ به عنوان موثرترین پارامترهای تاثیرگذار بر رسوب دهی حوزه آبخیز انتخاب شدند. به عبارت دیگر، مدل نسبت به تغییرات جزئی در میزان دبی اوج ویژه در مقادیر بالاتر از 20 مترمکعب بر ثانیه در کیلومترمربع حساسیت بالایی را از خود نشان می دهد. لذا توجه به اقدامات مدیریتی در دامنه ها به صورت تلفیقی (بیومکانیکی) در جهت تعدیل شیب دامنه و کاهش حجم رواناب می تواند گامی موثر در جهت کاهش رسوب دهی حوزه آبخیز به شمار آید. این اقدام با توجه به ماهیت فیزیکی هر حوزه آبخیز می تواند در دامنه های منتهی به سرشاخه ها صورت پذیرد. لذا در تفسیر نتایج تحقیق حاضر می توان نقش فاکتورهای زمینی مثل شیب و به دنبال آن رواناب را در فرسایش پذیری و تولید رسوب در حوزه های آبخیز را بسیار بااهمیت دانست. البته لازم به ذکر است که پارامترهای اقلیمی به طور مستقیم و غیرمستقیم در میزان دبی اوج سیل تاثیرگذار بوده و نباید از اهمیت و تاثیرگذاری آن ها در سیل خیزی و به دنبال آن فرسایش پذیری حوزه آبخیز غافل شد.

    کلید واژگان: آنالیز حساسیت, مدل پسیاک اصلاح شده, رسوب دهی, فرسایش آبی}
    Mehdi Hayatzadeh *, Vahid Moosavi, Esmaeil Soheili
    Introduction

    The study of erosion and sedimentation is a crucial aspect and an integral part of watershed studies in a basin. The methods employed to prevent erosion and sedimentation play a significant role in basin management planning. However, due to the lack of accurate statistics on erosion and sediment amounts, it becomes necessary to utilize estimation models for assessing erosion and sedimentation. These models are often region-specific and may have a wide range of uncertainty in different areas. One notable benefit of modeling, regardless of its type, is its ability to analyze natural processes within the basin. On the other hand, understanding erosion and sedimentation processes in a region can be an effective step in managing, planning, and prioritizing available resources. In this research, the aim was to determine the sensitivity of the MPSIAC model to the relationships among its parameters. Additionally, the goal was to assess the model's sensitivity to changes in these parameters and their impact on sedimentation. By identifying the influential ground and atmospheric parameters, it becomes possible to prioritize their effect on water sedimentation in the region.

    Materials and methods

    Through the sensitivity analysis of the model, it is possible to identify the flexibility of the model to the changes of its various parameters. It is also possible to determine the relationships between model variables and prioritize the parameters affecting the model output. Sensitivity analysis can be used in the calibration stage, in such a way that results are accurate, and time and cost are saved. In this study, to analyze the sensitivity of the MPSIAC model, first, the nine parameters of the model were examined. Then, according to the arrangement of different parameters in the structure of this model, the parameters were numbered from X1 to X9. Then, the score range of each parameter was entered in its calculation table according to the modified model of PSIAC. In this step, the average of each parameter was calculated according to its upper and lower limits. To achieve this, the nine parameters of the model were standardized, and the sedimentation rate was estimated by varying each parameter within its lower and upper limits while keeping the other parameter(s) fixed at their averages. With each change, the sediment discharge was calculated.

    Results and Discussion

    In the analysis of the results, the slope of the curves of the standardized parameters relative to the dependent variable (specific sediment) is considered. So that, any part of the curve that has more slope changes means that the model is more sensitive to minor changes in that parameter in that interval. In this study, the results of this sensitivity analysis reveal that the slope factor and runoff volume have a considerable influence on sediment yield. For slopes up to approximately 15%, the slope parameter has a relatively smaller impact compared to other parameters. However, as the slope value increases, its effect becomes more pronounced, indicating that high slopes (greater than 15%) have the greatest impact on sedimentation. The runoff factor exhibits a sudden increase in sensitivity at higher flow rates.

    Conclusion

    In examining the effect of different parameters on the model performance, the parameters that had the largest slope of changes can be considered as the most effective parameters in sedimentation of the basin. In other words, the model demonstrates high sensitivity to slight changes in specific peak discharge values above 20 m³/s/km2. Therefore, implementing integrated (biomechanical) management measures to control slope steepness and reduce runoff volume can be an effective strategy for mitigating sedimentation. Therefore, based on the results, the role of land factors is very important, such as slope and then runoff, in the erodibility and sediment production in basins. Of course, it should be noted that climatic parameters directly and indirectly affect the amount of peak flood discharge and should not be neglected for their importance and influence in flooding and subsequently the erodibility of the watershed.

    Keywords: Sensitivity analysis, MPSIAC model, Sediment yield, water erosion}
  • حمید خدامرادی، عبدالواحد خالدی درویشان*، سید حمیدرضا صادقی
    مقدمه و هدف

    خاک جزیی از هر بوم سازه و یکی از با ارزش ترین منابع مهم تولید غذا در هر کشور است که نقش بسزایی در ادامه ی حیات بشر دارد. امروزه فرسایش خاک از مهم ترین تهدیدهای منابع آب و خاک به شمار می آید و به یکی از مشکلات مهم محیط زیستی بشر تبدیل شده است. خاک از امنیت غذایی و کیفیت محیط زیست که هر دو برای زندگی انسان ضروری هستند، پشتیبانی می کند. هدف انجام این پژوهش ارزیابی عملکرد اقدام های آبخیزداری در زیرآبخیز نمونه ی آبخیز معرف خامسان بود. دریاچه ی سد مخزنی گاوشان در تراز بیشینه تا خروجی آبخیز خامستان عقب نشینی کرده است. این موضوع سبب شده فرسایش خاک حاصل از این آبخیز مستقیما و با طی کم ترین فاصله وارد دریاچه سد گاوشان شود؛ از این رو ارزیابی عملکرد اقدام های انجام شده در این آبخیز به ویژه براساس نقشه ی توزیعی فرسایش و رسوب امری بسیار مهم می باشد.

    مواد و روش ها

    مرحله ی اول اندازه گیری فرسایش خاک با استفاده از سزیم-137، انتخاب منطقه ی شاهد یا مرجع است. از نقشه های شیب و کاربری زمین ها برای تعیین نهایی نقاط نمونه برداری در این پژوهش استفاده شد. پس از اندازه گیری فعالیت سزیم-137 (بکرل در کیلوگرم خاک)، برای محاسبه ی فرسایش خاک نیاز به موجودیت سزیم-137 در هر مترمربع نمونه ی خاک است. فعالیت سزیم-137 نقاط مرجع با درصد سزیم-137 باقی مانده در نقاط پژوهش مقایسه شد. اگر فعالیت سزیم-137 نمونه های خاک کم تر از فعالیت در نیم رخ مرجع بود ازدست رفتن خاک و فرسایش رخ داده است. افزایش فعالیت سزیم-137 در نمونه های خاک در مقایسه با نیم رخ مرجع بیان گر انتقال خاک به محل نمونه برداری خاک بود و به عنوان محل رسوب گذاری در نظر گرفته شد.  

    نتایج و بحث:

    نتایج مقایسه ی نقاط همانند در کاربری مرتع در هر دو زیرآبخیز نمونه و شاهد نشان داد که شرایط رسوب گذاری بر فرسایش غالب است. اندازه ی رسوب گذاری در کاربری مرتع همراه با اقدام های آبخیزداری (بانکت بندی، بذرپاشی و قرق) در زیرآبخیز نمونه با شیب 30-20% بیش تر از مرتع با همان ویژگی ها در زیرآبخیز شاهد بود. در کاربری مرتع همراه با اقدام های آبخیزداری در شیب بیشتر از 60-30 % شرایط فرسایشی غالب بود، اما فرسایش در شرایط حفاظت شده در مقایسه با نقطه ی همانند در زیرآبخیز شاهد کم تر بود.

    نتیجه گیری و پیشنهادها:

    نتایج اندازه ی فرسایش و رسوب گذاری در هر دو زیرآبخیز نمونه و شاهد در کاربری مرتع با شیب 30-20 % نشان داد که شرایط رسوب گذاری غالب است. اما اندازه ی رسوب گذاری در مرتع همراه با اقدام های آبخیزداری در زیرآبخیز نمونه افزایش 1445/65 درصدی را در مقایسه با مرتع بدون اقدام های حفاظتی در زیرآبخیز شاهد نشان داد که این یافته گویای تاثیر مثبت اقدام های آبخیزداری در مراتع زیرآبخیز نمونه با شیب 30-20 % است. این یافته نشان دهنده ی اثر ویژه ی بانکت بندی بر افزایش تله اندازی رسوب کاهش حجم و سرعت رواناب و در نتیجه کاهش قدرت انتقال رسوب است. همچنین در شیب 60-30 % نیز اگرچه در هر دو زیرآبخیز نمونه و شاهد شرایط فرسایش غالب بود، اما اقدام های آبخیزداری در کاربری مرتع در زیرآبخیز نمونه در مقایسه با نقطه ی همانند در زیرآبخیز شاهد کاهش 28/57 درصدی اندازه ی فرسایش خاک را نشان داد. با توجه به عملکرد مثبت اقدام های آبخیزداری به ویژه بانکت بندی، پیشنهاد می شود از این اقدام در سایر آبخیزهای مشابه با آبخیز معرف خامسان نیز استفاده شود.

    کلید واژگان: بانکت بندی, توزیع مکانی فرسایش, رسوب دهی, قرق, نسبت تحویل رسوب}
    Hamid Khodamoradi, Abdulvahed Khaledi Darvishan *, Seyed HamidReza Sadeghi

    Introduction and Objective:

    Soil is a part of every ecosystem and one of the most valuable and important sources of food production in every country, which plays a significant role in the continuation of human life. Today, soil erosion is one of the most important threats to water and soil resources and has become one of the most important human environmental problems. Soil supports food security and environmental quality, both of which are essential for human life. The purpose of this research was to evaluate the performance of watershed management measures in the treated sub-watershed of Khamsan representative watershed. The lake of Gavshan Reservoir has receded at the maximum level to the outlet of the Khamsan watershed. This has caused soil erosion from this watershed to enter the Gavshan dam lake directly and with the shortest distance. Therefore, it is very important to evaluate the performance of the measures taken in this watershed, especially based on the distribution map of erosion and sedimentation.

    Materials and Methods:

    The first step of measuring soil erosion using cesium-137 is to select a control or reference area. Slope and land use maps were used to determine the final sampling points in this research. After measuring the activity of cesium-137 (becquerels per kilogram of soil), the presence of cesium-137 per square meter of soil sample is needed to calculate soil erosion. The activity of cesium-137 in reference points was compared with the activity of cesium-137 remaining in the research points. If the cesium-137 activity of the soil samples was lower than the activity in the reference profile, soil loss and erosion occurred. The increase in the activity of cesium-137 in the soil samples compared to the reference profile was indicative of soil transfer to the sampling point and considered as a sedimentation site.

    Results  and Discussion:

    The results of the comparison of the same points in the rangelands in both treated and control sub-watersheds showed that sedimentation conditions prevail over erosion. The amount of sedimentation in the rangelands with watershed management measures (contour trenching, seeding and exclosure) in the treated sub-watershed with a slope of 20-30% was more than the rangeland with the same characteristics in the control sub-watershed. In rangeland with watershed management measures, erosion conditions prevailed in the slope of more than 30-60%, but erosion in protected conditions was less compared to the same point in the control sub-watershed.

    Conclusion and Suggestions:

    The results of the amount of erosion and sedimentation in both treated and control sub-watersheds in rangeland with a slope of 20-30% showed that sedimentation conditions prevail. However, the amount of sediment deposition in the rangeland with watershed management measures in the treated sub-watershed showed an increase of 1445.65% compared to the rangeland without protective measures in the control sub-watershed, which indicates the positive effect of watershed management measures in the treated sub-watershed rangelands with a slope of 20-30%. This finding shows the special effect of contour trenching on increasing sediment trapping, reducing the volume and speed of runoff, and thus reducing the power of sediment transfer. Also, in the slope of 30-60%, although erosion conditions prevailed in both treated and control sub-watersheds, watershed management measures in rangeland in the treated sub-watershed showed a 28.57% reduction in soil erosion compared to the same point in the control sub-watershed. Considering the positive performance of watershed management measures, especially contour trenching, it is suggested to use these measures in other watersheds similar to Khamsan representative watershed.

    Keywords: Contour Trenching, Exclosure, Sediment delivery ratio, sediment yield, Spatial distribution of erosion}
  • محمودرضا طباطبایی*، امین صالح پور جم، جمال مصفایی
    مقدمه

    چرخه فرسایش خاک، شامل برداشت، حمل و رسوبگذاری که رسوبدهی حوزه های آبخیز را کنترل می کند، شامل مجموعه ای از فرایندهای پیچیده و به شدت غیر خطی است. از سوی دیگر، عوامل تاثیرگذار در رسوبدهی حوزه های آبخیز بسیار متنوع بوده و با توجه به شرایط خاص اقلیمی، خاکشناسی، پوشش گیاهی، زمین شناسی، توپوگرافی و غیره در هر حوضه، وزن و نقش هر یک از عوامل یاد شده در تولید رسوب بسیار متفاوت است. تعیین و اندازه گیری دقیق این عوامل و ایجاد رابطه های ریاضی بین آن ها اغلب مشکل، پرهزینه، زمان بر و با خطا همراه بوده است. این در حالی است که با استفاده از مدل های مبتنی بر هوش محاسباتی و به کارگیری تعداد محدودی از متغیر های دینامیک حوضه، می توان رفتار حوزه آبخیز را در تولید رسوب به خوبی شبیه سازی کرد. صرف نظر از نوع مدل های هوشمند، در اغلب پژوهش های انجام شده (به ویژه در تحقیقات داخلی)، شبیه سازی رسوب معلق به طور عمده، بر پایه متغیر دبی جریان بوده است و به نقش متغیرهایی نظیر بارش (به ویژه بارش اخذ شده از تصاویر ماهواره ای) که در رسوبدهی حوضه ها موثرند، کمتر توجه شده است. علاوه بر بارش، چولگی داده های رسوب سنجی نیز از جمله مسایلی است که عدم شناخت و توجه به آن سبب کاهش کارایی مدل های برآوردگر خواهد شد. در پژوهش حاضر، نقش متغیر بارش روزانه اخذ شده از ماهواره CHIRPS در شبیه سازی رسوب معلق رودخانه قره چای مورد بررسی قرار گرفته است.

    مواد و روش ها

    به منظور شبیه سازی غلظت رسوب معلق روزانه رودخانه قره چای در محل ایستگاه آب سنجی رامیان در استان گلستان، از شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه استفاده شد. به این منظور، از متغیرهای دبی جریان و دبی جریان پیشین در مقیاس های لحظه ای و روزانه و همچنین، متوسط بارش روزانه و پیشین حوضه اخذ شده از ماهواره CHIRPS برای یک دوره آماری 37 ساله (1396-1359) به عنوان متغیرهای ورودی مدل، استفاده شد. جهت افزایش قدرت تعمیم دهی مدل ها، از شبکه عصبی نگاشت خود سازمان ده (برای خوشه بندی داده ها) و به منظور یافتن بهترین ترکیب متغیرهای ورودی، از آزمون گاما استفاده شد. در راستای افزایش کارایی آموزش شبکه، انواع توابع فعال سازی و زیان و همچنین، الگوریتم جلوگیری از بیش برازش استفاده شد. به منظور بررسی تاثیر به کارگیری توابع فعال سازی و زیان در برآورد رسوب معلق، سناریوهای مختلفی در نظر گرفته شد که در مجموع منجر به ساخت نه مدل شد. پس از آن، با استفاده از شاخص های صحت سنجی، میزان کارایی مدل ها در شبیه سازی رسوب معلق مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت و سپس مدل برتر انتخاب شد.

    نتایج و بحث:

    نتایج پژوهش حاضر، نشان داد که از بین مدل های مختلف، مدل شبکه عصبی با تابع فعال سازی Huber و تابع زیان ReLU، با داشتن میانگین قدر مطلق خطا برابر 368 میلی گرم در لیتر، ریشه میانگین مربعات خطا برابر 597 میلی گرم در لیتر، ضریب ناش-ساتکلیف 0.87 و درصد اریبی 2.2- درصد، به عنوان مدل برتر انتخاب شد. نتایج همچنین نشان داد که استفاده از متغیر بارش، به عنوان یکی از عوامل مهم در ایجاد فرسایش و انتقال رسوب حوضه، سبب بهبود کارایی مدل ها شده است . لذا با توجه به سهولت استفاده از داده های بارش ماهواره CHIRPS، می ‎توان در شبیه سازی رسوب معلق رودخانه ها، از این داده نیز به همراه سایر متغیرهای پیش بینی کننده استفاده شود.

    نتیجه گیری

    در شبیه سازی رسوب معلق، اغلب از متغیر دبی جریان به عنوان تنها متغیر پیش بینی کننده رسوب معلق استفاده می شود، این در حالی است که در حوضه هایی با رژیم های بارانی، یا بارانی-برفی، نقش بارش در تولید رواناب های سطحی و فرسایش خاک بسیار با اهمیت بوده است و نقش مهمی در تولید و انتقال رسوب حوضه دارد. اگرچه استفاده از داده های بارش اخذ شده از ایستگاه های باران سنجی زمینی، نقش موثری در افزایش کارایی مدل های داده مبنا در برآورد رسوب معلق داشته است، با این حال، تهیه صدها لایه مکانی توزیعی بارش روزانه از داده های نقطه ای ایستگاه های زمینی، استفاده از این متغیر را در شبیه سازی رسوب معلق حوضه با مشکلات فراوان (نظیر کمبود یا نامناسب بودن توزیع مکانی ایستگاه های باران سنجی، نواقص آماری، به کارگیری روش های میان یابی نامناسب و زمان بر بودن انجام محاسبات) روبه رو ساخته است. لذا، در عمل، اغلب از متغیر دبی جریان رودخانه به عنوان متغیر پیش بینی کننده رسوب استفاده شده و کمتر از بارش استفاده می شود. یکی از راه حل های برون رفت از مشکل یاد شده که در پژوهش حاضر به آن پرداخته شد، استفاده از داده های ماهواره ای CHIRPS است که برای اولین بار در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت. این داده ها از سال 1981 میلادی در دسترس است و به سادگی می تواند برای شبیه سازی رسوب معلق یا دیگر کاربردهای مرتبط با حوزه های آبخیز مورد استفاده قرار گیرد. نکته مهم دیگر که لازم است در شبیه سازی رسوب معلق به آن توجه شود، وجود چولگی زیاد در داده های رسوب سنجی بوده (داده های رسوب معلق و دبی جریان) که عدم توجه به آن در فرایند آموزش (یا واسنجی) و آزمون مدل ها منجر به ساخت مدل های ضعیف به لحاظ کارایی و وجود عدم قطعیت در صحت نتایج آن ها خواهد شد. در این رابطه، لازم است از تبدیل های لگاریتمی و یا توابع مناسب فعال سازی و زیان در فرایند آموزش استفاده شود که در این پژوهش به ترتیب دو تابع ReLU و Huber پیشنهاد شد. از نکات مهم دیگر، توجه به قدرت تعمیم دهی مدل های داده مبنا است که تا اندازه زیادی وابسته به داده های استفاده شده در فرایند واسنجی یا آموزش آن ها است. این داده ها باید به گونه ای انتخاب شوند که ضمن آن که معرف داده ها در کل دوره آماری هستند، با دیگر مجموعه های داده (نظیر مجموعه های ارزیابی یا آزمون)، مشابه و از توزیع یکسان برخوردار باشند. با توجه به نتایج به دست آمده از پژوهش حاضر و به منظور افزایش کارایی مدل های شبکه عصبی مصنوعی در برآورد رسوب معلق ایستگاه های هیدرومتری حوزه های آبخیز، پیشنهاد می شود از تجارب به دست آمده در این پژوهش در دیگر ایستگاه های رسوب سنجی کشور نیز استفاده شود.

    کلید واژگان: بارش روزانه, شبکه عصبی, نگاشت خود سازمان ده, رسوبدهی, مدل}
    Mahmoudreza Tabatabaei *, Amin Salehpour Jam, Jamal Mosaffaie
    Introduction

    The cycle of soil erosion (including removal, transport and deposition) that controls the sedimentation of watersheds, includes a set of complex and highly nonlinear processes. On the other hand, the factors influencing sedimentation in watersheds are very diverse, and according to the specific conditions of climate, soil, vegetation, geology, topography, etc., in each basin, the weight and role of each of the mentioned factors in sediment production is very different. Accurately determining and measuring these factors and making mathematical relationships between them are often difficult, expensive, time-consuming and error-prone, and this is the case with the use of models based on computational intelligence and the use of a limited number of basin dynamic variables, it is possible to simulate the behavior of the watershed in sediment production. Regardless of the type of intelligent models, in most of the conducted research (especially in internal research), the simulation of suspended sediment is mainly based on the discharge variable and the role of variables such as precipitation (especially precipitation obtained from satellite images), which are effective in the sedimentation of basins, have received less attention. In addition to precipitation, the skewness of sediment measurement data is also one of the issues that lack of recognition and attention will reduce the efficiency of estimator models. In the present study, the role of variable daily rainfall (taken from CHIRPS satellite) in the simulation of suspended sediment of Qarachai River has been investigated.

    Materials and methods

    Multi-layer perceptron artificial neural network was used in order to simulate the daily suspended sediment concentration of Qarachai River (at the Ramian hydrometer station in Golestan province). In this regard, the variables of discharge and previous discarge (in instantaneous and daily scales) as well as the average daily and previous rainfall of the basin (taken from CHIRPS satellite) for a statistical period of 37 years (1980-2017) as variables model input was used. In order to increase the generalization power of the models, self-organized mapping neural network (for data clustering) and gamma test was used to find the best combination of input variables. In order to improve the efficiency of network training, a variety of activation and loss functions as well as the overfitting prevention algorithm were used. In order to investigate the effect of using activation and loss functions in suspended sediment estimation, different scenarios were considered, which led to the construction of 9 models. After that, using validation indicators, the effectiveness of the models in simulating suspended sediment was investigated and compared, and then the best model was selected.

    Results and discussion

    The results obtained from the present research showed that among the different models, the neural network model with Huber's activation function and ReLU loss function, having the average absolute value of the error equal to 368 mg/l, the root mean square error equal to 597 mg per liter, the Nash-Sutcliffe coefficient of 0.87 and the percent bias -2.2% were selected as the best model. The results also showed that the use of the rainfall variable (as one of the important factors in causing erosion and sediment transfer in the basin) has improved the efficiency of the models, therefore, considering the ease of using CHIRPS satellite rainfall data, it is suggested in order to simulate the suspended sediment of rivers, this data is also used along with other predictive variables.

    Conclusion

    In the simulation of suspended sediment, discharge variable is often used as the only predicting variable of suspended sediment, while in basins with rainy, or rainy-snow regimes, the role of precipitation in the production of surface runoff and soil erosion is very important and plays an important role in the production and transport of sediment in the basin. In this regard, although the use of rainfall data obtained from ground rain gauge stations has played an effective role in increasing the efficiency of data-based models in estimating suspended sediment, however, the preparation of hundreds of spatial distribution layers of daily rainfall from the data point data of ground stations, the use of this variable in the simulation of the suspended sediment of the basin has been faced with many problems (such as the lack or inappropriateness of the spatial distribution of rain gauge stations, statistical deficiencies, the use of inappropriate interpolation methods and time-consuming calculations). Therefore, in practice, the variable of river flow is often used as a predictor of sediment, and precipitation is used less often. One of the solutions to the problem mentioned in the present study is the use of CHIRPS satellite data, which was investigated for the first time in this study. These data, available since 1981, can easily be used to simulate suspended sediment or other applications related to watersheds. Another important point that needs to be taken into account in the simulation of suspended sediment is the presence of high skewness in sediment measurement data (both suspended sediment and flow rate), which lack of attention in the process of training (or recalibration) and testing the models leads to It will lead to the construction of weak models in terms of efficiency and the existence of uncertainty in the accuracy of their results. In this regard, it is necessary to use logarithmic transformations or suitable functions of activation and loss in the training process, which in this research, two functions, ReLU and Huber, were proposed respectively. Another important point is to pay attention to the generalization power of data-based models, which is largely dependent on the data used in their calibration or training process. These data should be selected in such a way that while they are representative of the data in the entire statistical period, they are similar and have the same distribution with other data sets (such as cross-validation or test sets). According to the results obtained from the present research and in order to increase the efficiency of artificial neural network models in estimating the suspended sediment of watershed hydrometric stations, it is suggested to use the experiences obtained in this research in other sediment measuring stations of the country.

    Keywords: Daily precipitation, model, Neural network, sediment yield, Self-Organizing Map}
  • فریدون سلیمانی*، مهین کله هویی، شمس الله عسگری
    مقدمه و هدف

    فرسایش خندقی متاثر از عامل های فراوانی است، که همراه با زیان های فراوان اقتصادی و اجتماعی موجب ازبین رفتن و هدررفت حجم وسیعی از خاک می شود. متغیر بودن تنوع، تعداد و اندازه ی تاثیر عامل های مختلف از نقطه ای به نقطه دیگر و متفاوت بودن سهم مشارکت آن ها در شکل گیری و گسترش خندق ها در تبعیت از شرایط زمین است. چنین شرایطی سبب شده تحقیقات بیش تری جهت شناسایی هر چه بیش تر عامل های اثرگذار در رخداد فرسایش خندقی و اندازه مشارکت آن ها در شکل گیری و گسترش این پدیده انجام شود. پژوهش حاضر، باهدف برآورد حجم هدررفت خاک ناشی از فرسایش خندقی در آبخیزهای هدام و شریف استان خوزستان برنامه ریزی شده است. آبخیز مدرس شوشتر با داشتن زیرآبخیزهای شریف و هدام به عنوان یکی از آبخیزهای مهم و خاص استان هرساله وسعت زیادی از زمین های کشاورزی آن مورد تهدید فرسایش خندقی قرار می گیرد.

    مواد و روش ها

    برای انجام این پژوهش، نخست در منطقه ی موردمطالعه در طول دوره ی 20 ساله (1391-1372) بخش های دارای خندق روی نقشه ی پستی وبلندی با مقیاس 1:250000 مشخص شد. سپس از هر طبقه اقلیمی گرم- خشک بیابانی و گرم- نیمه خشک، 15 خندق شناسایی و بررسی شد. ویژگی هایی از قبیل شیب نقطه ی اولیه ی ایجاد خندق و شیب پیشانی خندق از روش میدانی و با استفاده از متر نواری، تراز و دستگاه شیب سنج اندازه گیری و مساحت سراب پیشانی خندق در محیط گوگل ارث محاسبه شد. هم چنین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک هرکدام از خندق ها آزمایش شد.

    نتایج و بحث:

    نتایج نشان داد که متوسط درصد خاک لخت در بالای پیشانی خندق های انتخاب شده آبخیزهای هدام و شریف به ترتیب 99/8 و 97/26 % بود. بر اساس ویژگی های خاک، عامل اصلی ناپایداری خاک و ایجاد فرسایش در خندق های هر دو آبخیز شوری خاک EC است. ویژگی های ریخت شناسی خندق ها نشان داد که تمامی خندق ها در آبخیز هدام دارای مقطع V شکل هستند. در آبخیز شریف تنها خندق B12، دارای مقطع V شکل و مابقی U شکل است. آبخیز هدام دارای بیش ترین ژرفا، بیش ترین عرض پایین و بیش ترین عرض بالای خندق نسبت به آبخیز شریف است. در آبخیز شریف و هدام مجموع حجم هدررفت خاک به ترتیب 23000 و 51579 مترمکعب است. در آبخیز هدام، خندق های A18 و B1 به ترتیب دارای بیش ترین و کم ترین حجم هدررفت خاک، به اندازه ی 11599 و 1612 مترمکعب است. در آبخیز شریف نیز خندق های A2 و B4 به ترتیب دارای بیش ترین و کم ترین حجم هدررفت خاک به اندازه ی 5282 و 369 مترمکعب است.

    نتیجه گیری و پیشنهادها:

    مهم ترین عامل در هدررفت خاک و گسترش خندق ها، ویژگی های آبخیز در سراب پیشانی خندق (گستره و شیب آبخیز) و هم چنین ریزدانه بودن خاک (لای زیاد) و بالا بودن شوری خاک بوده است. با توجه به لخت بودن بیش ازحد خاک، افزایش زبری سطح خاک با استقرار پوشش گیاهی، به عنوان یکی از روش های سازگار و کم هزینه در امر حفاظت منابع خاک است. برای مهارکردن گسترش فرسایش خندقی افزایش ماده ی آلی خاک، اصلاح خاک های شور و سدیمی با کاربرد اصلاح کننده ها و هم چنین انحراف رواناب های پیشانی خندق ضروری است.

    کلید واژگان: آبخیز هدام, تولید رسوب, ریخت شناسی, سطح مقطع خندق, فرسایش خاک, کاربری زمین}
    Freidoon Soleimani *, Mahin Kalehhouei, Shamsolah Asgari
    Introduction and Objective

    Gully erosion affected by many factors causes the destruction and loss of large volumes of soil along with great economic and social damage. The variability of diversity, the number and size of the influence of different factors from one point to another and the difference of their participation in the formation and expansion of gullies is based on the conditions of the land. Such conditions have caused more researches to be carried out to identify as many factors as possible in the phenomenon of gully erosion and the extent of their participation in the formation and expansion of this phenomenon. In this regard, the present study has been planned with the aim of monitoring and evaluating the effective factors in the development of gullies in the Haddam and Sharif watersheds of Khuzestan province. Modares Shushtar watershed, having Sharif and Hadam subwatersheds, as one of the important and typical basins of the province, every year a large area of its agricultural land is threatened by gully erosion.

    Materials and Methods

    In order to carry out this research, first, the parts with gullies in the study area were identified on the topography map with a scale of 1:250,000 during the 20-year period (1993-2012). Then, 15 gullies have been identified and investigated from each climate class of hot-dry desert and hot-semi-arid. Features such as the slope of the initial point of creating a gully and the slope of the front of the gully were calculated by the field method and using a tape measure, level and inclinometer measuring device and the mirage area of the gully front in the Google Earth softwave. Also, the physical and chemical characteristics of the soil of each gully were tested.

    Results and Discussion

    The results showed that the average percentage of bare soil above the head cut of selected gullies in Haddam and Sharif watersheds is 99.8% and 97.26%, respectively. Based on soil characteristics, the main cause of soil instability and erosion in gullies in both watersheds is EC. The morphometric characteristics of the gullies showed that in the Haddam watershed, all gullies are V-shaped in terms of cross section, and in the Sharif watershed, only gullies are B12, V-shaped and the rest are U-shaped. The Haddam watershed has the highest depth, width, and top of the gully compared to the Sharif watershed. The total volume of soil loss in Sharif and Haddam watersheds is 23000 and 51579 m3, respectively. Gullies A18 and B1 in Haddam watershed have the highest and lowest soil loss volume, at 11599 and 1612 m3, respectively. In the Sharif watershed, the maximum and minimum soil loss volume of gullies related to gullies A2 and B4 are 5282 and 369 m2, respectively.

    Conclusion and Suggestions  :

    The most important factors in the volume of soil loss and expansion of gulies are the characteristics of the watershed located upstream of the gully front (such as the extent and slope of the watershed) as well as the fineness of the geological formation (silt) and high soil salinity. Due to the excessive bareness of the soil, increasing the roughness of the soil surface with the establishment of vegetation is one of the compatible and low-cost methods in protecting soil resources. In order to control the spread of gully erosion, it is necessary to increase soil organic matter, modify saline and sodium soils with the use of modifiers, and also divert the runoff from the gully front.

    Keywords: Gully cross section, Haddam watershed, land use, morphometric, soil erosion, sediment yield}
  • حسن مقیم*، سید مسعود سلیمانپور، مهرسا محسنی
    سدهای ذخیره ای آب به عنوان سازه های راهبردی هر کشور به شمار می آیند. یکی از مسایلی که همواره در خصوص این گونه سدها مطرح است، موضوع فرسایش خاک در حوزه آبخیز آن ها و انتقال رسوب ایجادشده به مخزن سدها می باشد. سد چشمه عاشق نی ریز در استان فارس، یکی از این سدهاست. به منظور سیاست گذاری و برنامه ریزی در راستای حفاظت خاک در حوزه آبخیز این سد و جلوگیری از تولید و انتقال رسوب به مخزن آن، مطالعات فرسایش و رسوب و برآورد آن ها به منظور طراحی و اجرای اقدامات حفاظتی مناسب برای اولین بار در این حوزه آبخیز با مدل های RUSLE و MPSIAC و هم چنین روش تحلیل منطقه ای انجام گردید. نتایج این پژوهش نشان داد، بر اساس مدل های MPSIAC  و  RUSLE میزان رسوب ویژه به ترتیب 1/58 و 3/17 تن در هکتار در سال برآورد شده است. با توجه به اینکه نتیجه به دست آمده از روش تحلیل منطقه ای بر مبنای ایستگاه گوزون میزان رسوب ویژه 3/5 تن در هکتار در سال برآورد گردیده است، می توان نتیجه گرفت برآورد به دست آمده از مدل RUSLE به میزان محاسبه شده از روش تحلیل منطقه ای نزدیک تر است. ازاین رو، می توان گفت برای برآورد میزان رسوب و اقدامات حفاظت خاک آتی در حوزه آبخیز سد چشمه عاشق، نتایج به دست آمده از مدل RUSLE نسبت به مدل MPSIAC از کارآمدی بیش تری برخوردار است.
    کلید واژگان: رسوب, رسوب دهی, کارایی مدل, مدل های فرسایشی, معادله جهانی فرسایش خاک, نسبت تحویل رسوب}
    Hassan Moghim *, S.M. Soleimanpour, M. Mohseni
    Water storage dams are considered as strategic constructions of every country. The issue of soil erosion in the watershed of the mentioned dams and the transfer of produced sediment to the reservoir of the dams is one of the issues that is always raised regarding these types of dams. Cheshme Ashegh dam in Fars province is one of the mentioned dams. In the present study, erosion and sediment studies and estimation has been carried out for the first time in this watershed by RUSLE and MPSIAC models as well as the regional analysis method for the aim of design and implementation of suitable conservation measures as well as making policy and plan for soil conservation in the watershed of the dam and preventing the production and transfer of sediment to its reservoir. The results of this research showed that, based on the MPSIAC and RUSLE models, the amount of special sediment is estimated by 1.58 and 3.17 ton/ha/y, respectively. Considering that the result obtained from the regional analysis method based on Gozoon station, the amount of special sediment is estimated by 3.5 ton/ha/y, it can be said that the result of the estimation obtained from the RUSLE model is closer to the amount calculated from the regional analysis method. Therefore, it can be said that the results obtained from the RUSLE model are more efficient than the MPSIAC model for estimating the amount of sediment and future soil conservation measures in the Cheshme Ashagh Dam watershed.
    Keywords: Erosion model, Model efficiency, Sediment delivery ratio, Sediment yield, Universal soil loss equation}
  • سعید نبی پی لشکریان*، محمود عرب خدری، صمد شادفر
    فرسایش تشدید شده ی خاک و تولید رسوب زیاد از دشواری های مهم در بسیاری از منطقه های ایران است. شناسایی فراگیر منطقه های بحرانی برای کاهش دادن اثر بد آن با کنش های حفاظت خاک و آبخیزداری، ضرورت دارد. با توجه به نبود ایستگاه اندازه گیری در خروجی آبخیزهای کوچک، مدل های تجربی ابزار مناسبی برای برآورد کردن فرسایش خاک و رسوب دهی است. یکی از روش های متداول در ایران مدل توان فرسایش است. هدف اصلی این تحقیق تطبیق دادن شرایط نرم افزار با طبیعت و جمع بندی نتیجه ی به دست آمده در منطقه های برگزیده ی کشور است. 63 آبخیز در نه استان که پژوهش رسوب دهی در آن انجام شده بود برای مقایسه با مقدار برآوردشده انتخاب شد. برای محاسبه ی رسوب دهی آبخیز ها، لایه های اطلاعاتی لازم برای مدل توان فرسایش بررسی، و امتیاز داده شد. مقایسه ی نتیجه ها نشان داد که در بیش تر زیرآبخیزها برآورد های مدل (0/19 تا 9/71 تن بر کیلومتر مربع در سال) کم تر از مقدار رسوب اندازه گیری شده ی آبگیرها (0/44 تا 459/64 تن بر کیلومتر مربع در سال) است. واسنجی مدل با اصلاح ضریب های جدول های مدل توان فرسایش در قالب دو حالت ممکن کل آبخیزها و پس از تقسیم به سه منطقه ی جغرافیایی انجام شد، که سبب بهبود فراوان برآوردها شد. ضریب کارآیی نش-ساتکلیف برای همه ی آبخیز ها 0/66، و برای منطقه های مرکزی، زاگرس، و شمال شرقی به ترتیب 0/68، 0/5 و 0/89 به دست آمد. به همین دلیل توصیه می شود که مدل توان فرسایش اولیه به کار برده نشود، و از مدل با ضریب اصلاح شده بهره برده شود.
    کلید واژگان: بند کوتاه, رسوب دهی, فرسایش خاک, مدل توان فرسایش, واسنجی}
    Saeed Nabipay- Lashkarian *, Mahmood Arabkhedri, Samad Shadfar
    Accelerated soil erosion and high sediment production are important issues in many parts of Iran. The identification of high erosion risk regions is necessary for the planning of soil and water conservation measures in order to reduce erosion damages. Empirical models are required for estimating soil erosion and sediment yield in the absence of gauged small watersheds. The Erosion Potential Method (EPM), originally developed in Croatia, is a popular erosion estimating model in Iran; however, its efficiency across the country has not been thoroughly assessed. Therefore, a calibration study was carried out by comparison between the model the estimated and measured sediment yields through sediment survey for 63 reservoirs at the outlet of small catchments in the Semnan, Markazi, Isfahan, Chaharmahal va Bakhtiari, West Azarbaijan, Lorestan, Fars, Golestan, and the Khorasan Razavi Provinces. All required maps and information of the study basins for estimating the EPM sediment yield were produced via field survey as well as data analysis. Comparison of the results showed that in most cases, the model estimates (0.19 to 9.71 tons per square kilometer per year) are lower than the measured sediment yields ​​at the reservoir inlets (0.44 to 459.64 tons per square kilometer per year). Thus, we calibrated the EPM by modifying its original tables and evaluated the results using the Nash‐Sutcliffe efficiency coefficient in two scenarios, a, all basins, and b, after dividing into three geographical zones, which significantly improved the estimates. The Nash ‐ Sutcliffe efficiency coefficient for scenario a was 0.66, and 0.68, 0.50 and 0.89 for the Central, Zagros, and Northeast zones, for scenario b respectively. Based on the results, it is strongly recommended to use the modified EPM instead of the original model.
    Keywords: Calibration, EPM model, sediment yield, small dam, soil erosion}
  • بهزاد زارعی، لیلا غلامی*، عطااله کاویان، کاکا شاهدی

    تغییرات در اندازه کرت می تواند مشخص کننده تاثیرات آن بر تغییرات مولفه های رواناب و هدررفت خاک باشد. از سویی نیز رواناب تولید شده در خاک های فرسایش یافته یکی از مهم ترین موانع و چالش های بشر در حفاظت از منابع آب و خاک بوده و نیز تهدیدی برای رفاه و حیات می باشد. یکی از مهم ترین عوامل کنترل کننده رواناب سطحی و افزایش نفوذ خاک، کاربرد افزودنی ها یا مواد اصلاح کننده به خاک می باشد. اما بایستی توجه داشت که تغییر اندازه کرت نیز می تواند تغییرات رواناب و هدررفت خاک را کنترل نماید. بنابراین پژوهش حاضر به منظور بررسی اثر تغییر اندازه در کرت های آزمایشگاهی در دو اندازه 0/25 × 0/5 و 0/5 × 1 مترمربع با استفاده از کود آلی با مقادیر صفر (تیمار شاهد) 62/5 و 125 (تیمار حفاظتی) گرم بر مترمربع بر تغییرات زمان شروع، ضریب رواناب، هدررفت خاک وغلظت رسوب انجام گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد در کرت هایی با اندازه 0/25× 0/5 مترمربع و کاربرد کود آلی با مقدار 62/5 گرم بر مترمربع تاثیر اندکی بر افزایش زمان شروع رواناب نسبت به تیمار شاهد داشت. اما با افزایش اندازه کرت و هم چنین میزان کود آلی زمان شروع رواناب افزایش یافت. تاثیر اندازه کرت روی مولفه های ضریب رواناب، هدررفت خاک و غلظت رسوب، کود آلی بر مولفه های زمان شروع رواناب، ضریب رواناب و هدررفت خاک و اثر متقابل تغییر اندازه و تیمار کود آلی برای مولفه هدررفت خاک در سطح 99 درصد معنی دار بود. هم چنین در کرت با مساحت 0/5 × 1/0 مترمربع تغییرات مولفه های زمان شروع و ضریب رواناب، هدررفت خاک و غلظت رسوب برای کود آلی با مقدار 125 گرم بر مترمربع نسبت به مقدار 62/5 گرم بر مترمربع به ترتیب 72/83، 53/52، 212/27- و 142/92- درصد بود. درحالی که تغییرات مولفه های بررسی شده برای کرت 0/25 × 0/5 مترمربع به ترتیب 594/24، 212/63-، 4/06 و 13/70 درصد بود.

    کلید واژگان: تغییر اندازه کرت, تولید رسوب, حفاظت آب و خاک, خاک فرسایش یافته, مهار فرسایش خاک}
    Behzad Zareii, Leila Gholami*, Ataollah Kavian, Kaka Shahedi

    Changes in plot size can be determine its effects on parameters changes of runoff and soil loss. On the other hand, the generated runoff in eroded soils is one of the most important obstacles and challenges of human in conservation of water and soil resources and it is also a threat to well-being and life. One of the most important of controlled factors of surface runoff and increasing soil infiltration is the application of conditioners or amendment materials on soil. But it should be noted that the size change can also control the runoff and soil loss variations. Therefore, the present study was carried for the effect investigating of size change in laboratory plots in two sizes of 0.5 × 0.25 and 1 × 0.5 m2 using application of organic manure with rates of zero (control treatment) and 62.5 and 125 g m-2 (conservation treatment) on changing time to runoff, runoff coefficient, soil loss and sediment concentration. The obtained results showed that the plots with size of 0.5 × 0.25 m2 and the application of organic manure with rate of 62.5 g m-2 had the little effect on the increasing time to runoff compared to control treatment. But, time to runoff increased with increasing plot size and also rate of organic manure. The effect of plot size on parameters of runoff coefficient, soil loss and sediment concentration, organic manure on parameters of time to runoff, runoff coefficient and soil loss and interaction effect of size change and organic manure on parameter of soil loss was significant at level of 99 percent. Also, in plot with area of 1.0 × 0.5 m2, the changes of time to runoff and runoff coefficient, soil loss and sediment concentration for organic manure with rate of 125 g m-2 toward 62.5 g m-2 were 72.83, 53.52, -212.27 and -142.92 2.12 percent, respectively. While, the changes of studied parameters for plot of 0.5 × 0.25 m2 were 594.24, -212.63, 4.06 and 13.70 percent, respectively.

    Keywords: Change of Plot Size, Control of Soil Erosion, Eroded Soil, Sediment Yield, Soil, Water Conservation}
  • عماد ذاکری*، سید علیرضا موسوی، حمیدرضا کریم زاده

    تجمع رسوب در آبگیر سد یکی از اصلی ترین عامل های کاهش دهنده ی عمر مفید سدها است. بهبوددادن پوشش گیاهی باعث کاهش یافتن تجمع رسوب می شود. در این پژوهش ساختاری برای اجراکردن پرداخت برای خدمت های بوم سامانه یی با این فرض که هزینه های حفاظت از خاک و پوشش گیاهی را می توان سرمایه گذاری در تامین آب با مشوق های اقتصادی دانست داده شد. این ساختار در چهار مرحله ی کلی تعیین حالت های ممکن تغییر پوشش گیاهی مرتع، شبیه سازی فرسایش و رسوب، بررسی رسوب مخزن سد شیرین دره، و طراحی ساختار پرداخت تهیه شد. نتیجه ها نشان داد که در 20 سال آینده تولید رسوب کل از 486637/6 مترمکعب در سال در شرایط فعلی مرتع به ترتیب به 564217/5 و 658925/4 مترمکعب در سال افزایش، و درنتیجه حجم مفید سد شیرین دره کاهش خواهد یافت (17/3 %). کمینه ی پرداخت سالانه در حدود 104 میلیون ریال تعیین شد. مقدار و ارزش کل خدمت مهارکردن آورد رسوب به کمک پوشش گیاهی نیز با روی کرد هزینه-فرصت به ترتیب 740535/5 مترمکعب در سال و 3/7 میلیارد ریال در سال تعیین شد. درنتیجه، بیشینه ی پرداخت با درنظر گرفتن ارزش کل این خدمت و برآوردکردن ارزش فعلی خالص درآمد 3/9 میلیارد ریال در سال برآورد کرده شد.

    کلید واژگان: فرسایش خاک, تولید رسوب, حفاظت خاک, مشوق های اقتصادی, مدیریت آبخیز}
    Emad Zakeri *, Sayed AliReza Mousavi, HamidReza Karimzadeh

    Sediment accumulation is one of the major factors that reduce the beneficial life span of artificial reservoirs. Conservation and improving vegetative cover conditions may reduce sediment accumulation. A framework for implementing the PES was proposed assuming that the cost of soil and vegetation cover conservation may be considered as an investment in water supply through economic incentives, consisting of vegetative cover change projection, erosion and sediment transport modeling, reservoir sedimentation estimation, and the PES scheme design. Based on the results of increasing the amount of total sediment production from 486637.6 m3/yr in the current situation to 564217.5 and 658925.4 m3/yr, respectively over the next 20 years, and reduction of the useful lifespan of the Shirin Darreh reservoir (17.3%), the minimum payment for ecosystem services was considered 104 million Rials/yr. Furthermore, the volume and the total value of sediment control services provided by the vegetative cover was also determined by considering a complete degradation of the vegetative cover scenario and opportunity cost of 740535.5 m3/yr and 3.7 billion Riyals. Furthermore, the maximum payment was also estimated by considering the total value of the sediment control services and the estimated net present value of range conservation to be about 3.9 billion Rials/yr.

    Keywords: Incentive-based mechanisms, sediment yield, Soil conservation, soil erosion, Watershed management}
  • داود نیک کامی*، صمد شادفر
    خاک به عنوان یکی از اجزای هر بوم سازه و منبع مهم تولید غذا، نقش بسیار جدی در ادامه حیات بشر دارد. لذا، ضرورت حمایت و حفاظت از خاک و جلوگیری از فرسایش آن، امری الزامی است. در مورد مقدار فرسایش و رسوب کشور، ارقام متفاوت و در برخی از پژوهش ها تا چند برابر اختلاف را ذکر کرده اند. این ارقام از کمتر از یک تا بیش از پنج میلیارد تن در سال با هم تفاوت دارند. محاسبه و ترسیم نقشه فرسایش و رسوب دهی، اطلاعات مهمی را ارایه می دهد که در طراحی سدها، مخازن، کانال ها، عملیات حفاظت خاک، ارزیابی خسارات محلی و غیرمحلی فرسایش و پروژه های آمایش سرزمین و ارزیابی قابلیت اراضی مورد استفاده قرار می گیرد. نقشه میزان فرسایش یکی از نقشه های پایه، علمی و کاربردی در بخش های مختلف اجرایی، تحقیقاتی و آموزشی می باشد. با توجه به ضرورت تعیین مقدار فرسایش و رسوب برای کل کشور و تعیین اولویت های اجرایی در مناطق با پتانسیل زیاد فرسایش، این پروژه توسط پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری تعریف و به انجام رسید. بر این اساس، تفکیک حوزه های آبخیز رده هفت به هفت منطقه یا ناحیه شامل 1) البرز شرقی 2) البرز میانی 3) البرز غربی 4) ایران مرکزی 5) زاگرس شمالی 6) زاگرس میانی و 7) زاگرس جنوبی صورت گرفت. آمار بلندمدت رسوب سنجی 118 ایستگاه در این مناطق مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و با روش حد وسط دسته ها مقدار رسوب هر ایستگاه تعیین شد. با توجه به میزان بار بستر رودخانه ها، با استفاده از مدل EPM میزان رسوب دهی و با در نظر گرفتن ضریب انتقال رسوب حوضه ها میزان فرسایش خاک تعیین و نقشه فرسایش خاک کشور برای حوزه های آبخیز مشرف به ایستگاه های هیدرومتری ارایه شد. نتایج نشان داد که میانگین رسوب دهی و میزان متوسط وزنی فرسایش خاک در حوضه های مشرف بر ایستگاه های دارای آمار رسوب در کشور، به ترتیب 3.3 و 16 تن در هکتار در سال است. کمترین و بیشترین میزان فرسایش خاک به ترتیب با مقادیر 9 و 32.4 تن در هکتار در سال متعلق به مناطق زاگرس میانی و زاگرس جنوبی است.
    کلید واژگان: رسوب معلق, بار بستر رودخانه, رسوبدهی, سیمای حوزه های آبخیز, نقشه فرسایش خاک کشور}
    Davood Nikkami *, Samad Shadfar
    Soil, as one of the components of any ecosystem and an important source of food production, has a very serious role in the continuation of human life. Therefore, the need to support and protect the soil and prevent its erosion is essential. Regarding the amount of soil erosion and sediment yield in the country, different figures have been mentioned and in some studies, the difference is with several times. These figures vary from less than one to more than five billion tons per year. Therefore, calculating and plotting erosion and sedimet yield maps provides important information that is used in the design of dams, reservoirs, canals, soil protection operations, onsite and offsite erosion damage assessment, and land use planning and land capability assessment projects. Soil erosion map is one of the basic, scientific and applied maps in various executive, research and educational sectors. Due to the need of determining the amount of soil erosion and sediment yield for the entire country and determining the executive priorities in areas with high soil erosion potential, this project was defined and carried out by the Soil Conservation and Watershed Management Research Institute. Accordingly, the watersheds of the seventh category were divided into seven regions or districts, including 1) Eastern Alborz 2) Middle Alborz 3) Western Alborz 4) Central Iran 5) North Zagros 6) Middle Zagros and 7) South Zagros. Long-term sedimen data of 118 hydrometric stations in these areas were analyzed and the amount of sediment in each station was determined by the logged mean load within discharge classes method. According to the amount of river bedload rates and using EPM model, the amount of sediment yield and cosidering sediment delivery ratio of watersheds, the amount of soil erosion were etermined and the soil erosion map of watersheds overlooking hydrometric stations was prepared. Results showed that the average sediment yield and soil erosion in the watersheds overlooking hydrometric stations are 3.3 and 16 tons per hectare per year, respectively. The lowest and highest soil erosion rates of 9 and 32.4 tons per hectare, belong to the Middle Zagros and South Zagros regions, respectively.
    Keywords: Hydrometric station, National soil erosion map, River bedload, sediment yield, Watershed landscape}
  • مصطفی ذبیحی سیلابی، عبدالواحد خالدی درویشان *

    فرسایش خاک یکی از مهم‌ترین مشکلات زیست‌محیطی در سطح جهانی است که مسایل و مشکلات فراوانی را برای جوامع بشری به‌وجود آورده است. از همین‌رو، ارزیابی دقیق فرسایش خاک در مطالعات فرسایش و رسوب به‌منظور طراحی و اجرای اقدامات حفاظتی مناسب، ‏هدفمند، و مقرون ‌به‌صرفه ‏با توجه شدت مشکل و اثرات اجتماعی - اقتصادی ضروری است. از همین‌رو انتخاب مدل مناسب و متناسب به‌منظور برآورد فرسایش و رسوب با توجه به داده‌های موجود، شرایط متفاوت توپوگرافی و اقلیمی کشور و در نظر گرفتن نیازمندی‌های اطلاعاتی و میزان پیچیدگی مدل‌ها امری ضروری و مهم است. بر همین اساس در تحقیق حاضر نقاط قوت و ضعف چهار مدل تجربی شامل EPM، MPSIAC، RUSLE و IntErO به‌صورت کیفی مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل MPSIAC در مناطق خشک، مدل RUSLE برای مناطق کوهستانی مدیترانه‌ای و نیز مناطق جنگلی با درصد شیب بالا و هم‌چنین مناطق کشاورزی و مدل‌های EPM و IntErO در مناطق کوهستانی و هم‌چنین برای مدیریت حوزه‌آبخیز و نیز مدیریت منابع آب نتایج مورد قبولی ارایه می‌دهند. لذا پیشنهاد می‌شود در شرح خدمات آیخیزداری مدل‌های برآورد فرسایش و رسوب متناسب با اهداف مدیریتی، داده‌های در دسترس، شرایط توپوگرافی و اقلیمی انتخاب شوند. در نتیجه انتظار می‌رود در صورت انتخاب مدل مناسب برای برآورد فرسایش خاک و تولید رسوب ضمن صرفه‌جویی در زمان، منجر به طراحی و اجرای اقدامات حفاظت خاک و آب مناسب، ‏هدفمند، و مقرون ‌به‌صرفه خواهد شد.

    کلید واژگان: پیچیدگی مدل, رسوب دهی, فرسایش خاک, فرسایندگی باران, کارایی مدل, نسبت تحویل رسوب}
    Mostafa Zabihi Silabi, Abdulvahed Khaledi Darvishan *

    Soil erosion is one of the most important environmental problems in the world, which has created many problems for human societies. Therefore, accurate evaluation of soil erosion in erosion and sedimentation studies is necessary to design and implement appropriate, targeted, and cost-effective conservation measures due to the severity of the problem and socio-economic effects. Therefore, it is necessary to select a suitable and appropriate model for estimating erosion and sedimentation according to the available data, different topographic and climatic conditions of the country and considering the information needs and complexity of the models. Accordingly, in the present study, the strengths and weaknesses of four experimental models including EPM, MPSIAC, RUSLE and IntErO were analyzed qualitatively. The results showed the acceptable results of MPSIAC model in arid regions, the RUSLE model in Mediterranean mountainous areas, high slope forest areas and agricultural areas and EPM and IntErO models in mountainous area and also for watershed management and water resources management. Therefore, it is recommended to select erosion and sediment estimation models in accordance with management goals, available data, topographic and climatic conditions. As a result, it is expected that having suitable selection of a soil erosion and sediment yield model will lead to save time, designing and implementing appropriate, selective and cost-effective conservation measures.

    Keywords: Model complexity, Model efficiency, Rainfall erosivity, Sediment delivery ratio, Sediment yield, Soil erosion}
  • غلامرضا قهاری*، صمد شادفر، حمید حسینی مرندی
    مساله فرسایش و رسوب حاصل از آن، از مهمترین مسایل آبخیزداری است. در این راستا، برآورد رسوب و اولویت بندی حوزه های آبخیز از لحاظ فرسایش آبی از اهداف مهم آبخیزداری است. یکی از راه های برآورد فرسایش خاک و تولید رسوب، استفاده از مدل های تجربی است. هدف از اجرای این پژوهش، بررسی کارایی مدل EPM در استان فارس است. در این مدل، پارامترهایی مانند ضریب شدت فرسایش، فرسایش ویژه و میزان رسوب دهی ویژه مورد بررسی قرار گرفتند. برای این کار، پنج حوزه آبخیز کوچک در استان فارس انتخاب شدند. در خروجی این حوضه ها، بندهای خاکی و سنگی -ملاتی بنا شده که تا کنون سرریز نداشته و سن بیشتر آن ها نزدیک به 10 سال است. با استفاده از نقشه برداری دقیق، مقدار رسوبات ته نشین شده در مخازن آن ها به دست آمد. وزن مخصوص ظاهری رسوبات با عملیات صحرایی، تعیین و حجم رسوبات با در نظر گرفتن سال های رسوب گیری به وزن تبدیل شد. با استفاده از مدل EPM، مقدار حجم و وزن رسوب تولیدی حوضه ها تعیین شدند. کمینه و بیشینه‎ اندازه گیری رسوب بندها بین 0.89 تا 2.62 تن در هکتار در سال تغییر داشته، ولی میزان رسوب برآوردی مدل بین 3.3 تا شش تن در هکتار در سال متغیر بودهاست. نتایج درصد خطای نسبی برآوردهای مدل EPM نشان از بیش برآوردی در تمام حوضه ها دارد (کمینه 5/121 و بیشینه 2/447 درصد). میانگین نسبی مربعات خطای مدل (RRMSE) برابر 2.39 محاسبه شد که نشان دهنده‎ خطای زیادی است. نتایج تحلیل آماری مقایسه مقادیر رسوب دهی واقعی حوزه های آبخیز با مقادیر برآورد شده به وسیله مدل، با استفاده از روش آماری t زوجی، نشان می دهد که اختلاف معنی داری بین این مقادیر وجود دارد. بر اساس نتایج به دست آمده از این پژوهش، مدل EPM برای مناطق مورد پژوهش پذیرفته شده نیست.
    کلید واژگان: استان فارس, بندهای کوتاه, حوزه‏ های آبخیز, رسوب‎دهی, مدل‎های تجربی}
    Gholamreza Ghahari *, Samad Shadfar, Hamid Hosseini Marandi
    Erosion and sediment resulting from it, is one of the most important factors in watershed management. The estimation of sediment yield and prioritization of watersheds in terms of water erosion is the main objectives of watershed management. One of the ways to estimate soil erosion and sediment yield is to use empirical models. The aim of this research is to evaluate the efficiency of the EPM Model in Fars Province. To examine this, five small watersheds were selected in Fars Province. Five basins in which the earth dams and check dams were built were selected. There is no overflow from these dams in rainfall events and the most of them was made near to 10 years. The amount of sediment deposited in upstream of the reservoirs was calculated by means of precision mapping. Deposit bulk density was determined in the field to convert the volume into the weight. In parallel, the sediment yield of the basins was determined by EPM Model. Results showed that the minimum and maximum sediment yield measurements varied from 0.89 to 2.62 tonh-1y-1, but the estimated sediment was between 3.3 to 6 tonh-1y-1. The results of the relative error of estimation of EPM Model in each of the studied basins showed an over estimation in all basins (minimum 121.5 and maximum 447.2 percent). The Relative Root Mean Square Error (RRMSE) of the model was calculated as 2.39, which indicates a too much error of the model. Statistical analysis results comparison of actual sediment yields of watersheds with estimated values by model, using paired t-test, shows that there is a significant difference between these values (t=8.728 and sig.=0.001). According to the presented findings, the results of this model estimation for the investigated areas are not accepted.
    Keywords: Check dams, Empirical models, FARS PROVINC, sediment yield, watershed}
  • حمزه نور*، علی باقریان کلات، علی اکبر عباسی

    قرق مرتع یک روش مدیریتی آبخیزداری به منظور بهبود وضعیت مراتع است. با این حال، اغلب مطالعات هیدرولوژی مرتع به بررسی اثر قرق بر هدررفت خاک در مقیاس کرت پرداخته اند و مطالعات اندکی اثر این اقدام مدیریتی بر رسوب تولیدی آبخیزهای کوچک در مقیاس های زمانی فصلی و سالانه را مد نظر قرار داده اند. در این راستا، پژوهش حاضر به منظور ارزیابی تولید رسوب در آبخیزهای قرق و تحت چرا به ترتیب با مساحت های 1.0 و 1.1 هکتار در آبخیز تحقیقاتی سنگانه واقع در شمال شرق استان خراسان رضوی طرح ریزی شده است. برای این منظور، رواناب و رسوب در مقیاس رگبار در خروجی حوضه های کوچک مربوط به 56 رگبار طی دوره 1385 الی 1395 جمع آوری شد. نتایج دلالت بر اثر کاهشی و معنی دار قرق مرتع بر رسوب دهی در مقیاس آبخیزهای کوچک داشته است. به گونه ای که کاهش 582 درصدی رسوب در تیمار قرق نسبت به چرای آزاد به دست آمد. همچنین، نتایج نشان داد که اثر قرق بر فرایندهای هیدرولوژیک دارای تغییرات فصلی و سالانه است، به گونه ای که بیشینه و کمینه اختلاف بین تیمارها به ترتیب در فصل های بهار و زمستان مشاهده شده است. با استفاده از نتایج این پژوهش، می توان بیان کرد که مدیریت چرای دام طی فصل های حساس و همچنین، قرق مراتع در صورتی که مسایل اجتماعی آن برطرف شود، به عنوان یک راهکار عملی در کاهش رسوب حوزه های آبخیز مطرح است.

    کلید واژگان: ارزیابی پروژه های آبخیزداری, هیدرولوژی مرتع, رسوب دهی, فرایندهای هیدرولوژیک, مقیاس زمانی}
    Hamzeh Noor *, Ali Bagherian Kalat, Aliakbar Abbasi

    Rangeland exclusion is one of the watershed management methods that is applied for range rehabilitation. However, most rangeland hydrology studies have been focused on exclusion effects on soil loss at plot scale, whereas their effects on sediment yield at micro-watershed in seasonal and annual scales have rarely been considered. The present study was conducted in two sub-watersheds under exclosure and open grazing treatments, with area of 1.0 and 1.1 ha, respectively, in Sanganeh Watershed, Khorasan Razavi Province, Iran. Runoff and sediment associated with 56 storm events occurred during 2006 to 2016 were estimated at the main outlet of the watershed. The results showed the significant decreasing effect of exclosure treatment on sediment yield at micro-watershed scale (p≤0.05). So that, 582% decrease in sediment yield was obtained in exclosure treatment compared to open grazing. Results also showed seasonal and annual variations of exclosure on hydrological processes so that, maximum and minimum differences in sediment yield among study treatments were founded. The results of this study suggest that livestock grazing management during sensitive seasons as well as rangeland exclosure, if its social problems are resolved, is a practical solution to reduce watershed sedimentation.

    Keywords: Evaluation of watershed management practices, Rangeland hydrology, Sediment yield, Hydrological processes, Time scale}
  • سعید نبی پی لشکریان*، محمود عرب خدری، صمد شادفر

    فرسایش تشدیدی خاک و تولید و انتقال مقادیر زیاد رسوب از معضلات مهم بسیاری از مناطق کشور ایران است. برای کاهش اثرات سوء این معضل از طریق انجام اقدامات حفاظت خاک و آبخیزداری، اطلاع از میزان فرسایش خاک و تولید رسوب و به عبارتی شناسایی مناطق بحرانی ضرورت دارد. با توجه به فقدان ایستگاه اندازه گیری در خروجی آبخیزهای کوچک، مدل های تجربی ابزار مناسبی برای تخمین فرسایش خاک و رسوب دهی می باشند. یکی از این روش ها که بر اساس داده های رسوب مناطق مدیترانه ای ابداع شده، مدل تجربی نمره دهی فاکتوریل (FSM) است. بر همین اساس هدف اصلی این تحقیق، بررسی میزان هم خوانی برآوردهای این مدل تجربی و مقدار مشاهده ای رسوب در مناطق منتخب کشور می باشد. به همین منظور، 58 حوضه واجد اطلاعات رسوب دهی در استان های سمنان، مرکزی، اصفهان، چهارمحال و بختیاری، آذربایجان غربی، لرستان، فارس، گلستان و خراسان رضوی برای مقایسه با مقادیر برآوردی مدل انتخاب شدند. برای محاسبه رسوب دهی حوضه ها، لایه های اطلاعاتی لازم برای مدل FSM بررسی و امتیازهای مربوطه داده شد. مقایسه نتایج نشان داد که تمامی تخمین های مدل اصلی (قبل از واسنجی) چند برابر بیش تر از مقادیر رسوب اندازه گیری شده مخازن (44/0 تا 64/459 تن بر کیلومتر مربع در سال) هستند. به منظور اصلاح ضرایب، واسنجی در قالب دو سناریو، یک بار با کل داده ها و بار دیگر پس از تقسیم به سه منطقه جغرافیایی انجام گرفت که سبب بهبود قابل توجه برآوردها شد. به طوری که ضریب کارایی Nash‐Sutcliffe برای کل ایستگاه ها، 39/0 و برای مناطق مرکزی، زاگرس و شمال شرقی به ترتیب 51/0، 66/0 و 78/0 به دست آمدند. به همین دلیل توصیه می شود که از کاربرد مدل FSM بدون واسنجی خودداری شود. هم چنین، طبق نتایج به دست آمده می توان جمع بندی نمود که واسنجی منطقه ای مدل تجربی FSM، نتایج بهتری دارد.

    کلید واژگان: بند کوتاه, رسوب دهی, فرسایش خاک, واسنجی, مدل FSM}
    Saeed Nabipay Lashkarian*, Mahmood Arabkhedri, Samad Shadfar

    Accelerated soil erosion and the production and transfer of large amounts of sediment are considered as one of the most important issues in many parts of Iran. Having enough knowledge on soil erosion and sediment production as well as identification of critical areas are necessary in order to reduce the adverse effects of this problem through soil and water conservation measures. Due to lack of gauge stations in the outlets’ of small watersheds, empirical models are considered as the proper tools for estimating soil erosion and sedimentation. One of these methods which was developed based on Meditranean sediment data, is the Factorial Scoring Model (FSM). Towards this, the main objective of this research is to compare estimated vs. observed sediment yields in some selected regions of Iran. For this purpose, 58 small chatchments equipped by reservoirs in their outlets were selected in Semnan, Central, Isfahan, Chaharmahal and Bakhtiari, West Azarbaijan, Lorestan, Fars, Golestan and Khorasan Razavi Provinces. The comparison of the results showed that all estimates of the original model (before calibration) are several times bigger than observed values obtained by surveying (0.44 to 459.44 t.km-2.y-1). In order to correct the model coefficients for Iran, calibration was performed in two scenarios; once using all data and in the second secenario after allocating data into three geographic regions, which in both cases resulted in significant improvement of estimates. The Nash‐Sutcliffe Efficiency coefficient for all catchments was 0.39, and for Central, Zagros and Northeast regions were 51.1, 0.66 and 0.78, respectively. Based on obtained findings, the application of original FSM must be avoided in study areas. Instead, we strongly recommend using calibrated models based on observational values for different geographic regions.

    Keywords: Calibration, FSM Model, sediment yield, small dam, soil erosion}
  • علیرضا حبیبی*، حمیدرضا پیروان
    رتبه بندی فرسایش پذیری سازندهای زمین شناسی حوزه های آبخیز، در شناسایی و تعیین اولویت زیرحوضه ها از منظر تصمیم سازی و عملیاتی در مدیریت حوضه از اهمیت خاصی برخوردار است. از این رو، تحقیق حاضر با هدف اولویت بندی اجرای عملیات حفاظت خاک در زیرحوزه های آبخیز حبله رود واقع در شمال گرمسار بر اساس درجه حساسیت واحدهای سنگی به فرسایش انجام شد. روش کار بر پایه نظر کارشناسی و عملیات میدانی آزمایش شبیه ساز باران و مقایسه با نتایج مدل های تجربی برآورد فرسایش و رسوب استوار بود. نتایج حاصل از اجرای آزمایش شبیه ساز باران برای رتبه بندی فرسایشی زیرحوضه ها با نتایج حاصل از مدل های تجربی PSIAC ،EPM و SWAT مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که رتبه بندی فرسایشی زیرحوضه ها بر اساس شبیه ساز باران در 12 زیرحوضه از 21 زیرحوضه با نتیجه سه مدل یاد شده هم خوانی کامل دارد. در شش زیرحوضه با دو مدل و در سه زیرحوضه باقی مانده فقط با یک مدل هم خوانی داشته است. نتایج شبیه سازی باران، بیشترین تطابق را با مدل PSIAC با رسوب ویژه 9.02 تن در کیلومتر مربع در سال ارائه کرده، بر اساس نتایج داده های مشاهداتی ایستگاه رسوب سنجی بن کوه، رسوب ویژه 8.02 تن در کیلومتر مربع در سال بدون در نظر گرفتن بار بستر مشخص شد که مدل PSIAC مطمئن ترین نتیجه برآورد رسوب را ارائه کرده است. بدین ترتیب، هم خوانی نتایج شبیه ساز باران در رتبه بندی فرسایشی زیرحوضه ها با مدل PSIAC، نشان می دهد که نتایج رسوب دهی حوضه مبتنی بر واحدهای سنگ شناسی به کمک باران ساز قابل اطمینان بوده، می توان با تکیه بر داده های مشاهداتی سهل الوصول باران ساز، نسبت به اولویت بندی حوضه های مشابه به فرسایش با درجه اطمینان 90 درصد اقدام و نتایج آن را در اولویت مکانی انجام کارهای حفاظتی حوضه ها به کار بست.
    کلید واژگان: شبیه ساز باران, رتبه بندی, رسوب زایی, مدل های تجربی فرسایش و رسوب, واحدهای سنگی}
    Alireza Habibi *, Hamidreza Peyrowan
    The erosion rate ranking of geological formations can be a useful way for identifying and prioritizing the watershed sub-basins and it is important in view of decision making and management of the watersheds. Therefore, the present research was conducted with the aim of prioritizing the implementation of soil conservation operations in the Hablehrood sub-basins in northern Garmsar based on the degree of sensitivity of rock units to erosion. The method is based on the expert opinions and rainfall simulator experiment and comparison of the obtained results with erosion and sediment estimations of empirical models such as PSIAC, EPM and SWAT. Results showed that erosion rate ranking of the sub-basins based on the results of rainfall simulator conformed to the output of the three mentioned models in 12 sub-basins of 21 sub-basins and in other six sub-basins with two models, and in the remaining three sub-basins, it only conformed to one model output. Rainfall simulation results showed the highest correlation with the PSIAC model with a specific sediment yield of 9.2 t km-2 and based on the results of the observation data of the Bonkouh sediment-debit station, a special sediment of 8.02 t km-2 without considering the bedload, it became clear that the PSIAC model provided the most reliable estimate of sediment yield. Thus, matching the results of rainfall simulator in the erosion rate ranking of sub-basins with the PSIAC model shows that the rainfall simulator study on lithology units quite reliable with a 90% confidence level for erosion ranking classification of sub-basins and it can be used in similar basins.
    Keywords: Experimental erosion, sediment yield models, Lithology, rainfall simulator, ranking, sediment yield}
  • سعیده جوریز، مقداد جورغلامی*، آرش ملکیان، مریم اتحادی ابری

    تغییر کاربری زمین، به طور قابل توجهی می تواند بر هیدرولوژی یک حوزه آبخیز جنگلی تاثیر بگذارد. پوشش گیاهی نقش مهمی در جلوگیری از فرسایش خاک دارد. برداشت چوب، تاج پوشش را تغییر می‏دهد و خاک را در معرض آب و باد قرار می‏دهد. فشردگی خاک و حذف پوشش کف جنگل در مسیر های چوبکشی باعث کاهش ظرفیت گنجایش آب در خاک و در نتیجه کاهش سرعت نفوذ آب و افزایش رواناب شده که سبب هدررفت خاک می شود. به منظور اندازه گیری نرخ هدر رفت خاک در دو طبقه شیب مسیر و بررسی اثر مسیر های چوبکشی بر مقدار هدررفت خاک، این تحقیق در بخش گرازبن جنگل خیرود در دو منطقه شاهد و مسیرچوبکشی بعد از عملیات چوبکشی در سطح قطعه نمونه به مدت یکسال (پاییز 1393 تا پاییز 1394) انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین میزان رسوب با مقدار 938/1 گرم در لیتر مربوط به فصل پاییز در مسیر چوبکشی با شیب 20-40 درصد و کمترین میزان رسوب با مقدار 1/0 گرم در لیتر مربوط به فصل پاییز در منطقه شاهد با شیب 20-40 درصد است. نوع پوشش (مسیر چوبکشی و منطقه شاهد)، فصل و اثرات متقابل پوشش و فصل، از نظر آماری بر میزان رسوب اثر معنی دار دارد، ولی شیب و اثرات متقابل پوشش و شیب و همچنین شیب و فصل از نظر آماری بر میزان رسوب معنی دار نیست. آزمون گروه‏بندی میانگین‏ها (دانکن) نشان داد که بین مقدار رسوب تولیدی در فصول مختلف از نظر آماری اختلاف معنی داری وجود دارد و فصل پاییز دارای بیشترین مقدار رسوب و فصل بهار و تابستان دارای کمترین مقدار رسوب تولیدی است. هرچند بین مقدار رسوب تولیدی در فصول بهار و تابستان از نظر آماری اختلاف معنی داری وجود ندارد.

    کلید واژگان: بهره برداری جنگل, چوبکشی, رسوب, مسیر چوبکشی, جنگل خیرود}
    Saeedeh Joriz, Meghdad Jourgholami *, Arash Malekian, Maryam Etehadi

    Land use changes can significantly affect the hydrology of a forest watershed. Ground cover is important to protect the soil against erosion. Timber harvesting has been changed the canopy cover and forest soil was exposed to the wind and water. Soil compaction and removing the forest floor in the skid trails was reduced the capacity of water absorption in mineral soils and thus reduced water infiltration, increased runoff, which caused to soil erosion. In order to measure the rate of sediments in two slopes and to study the effect of skid trails on the amount of sediments, the plot-level study was carried out in the Gorazbon district in Kheyrud forest in the control area and skid trail after skidding operations in the sample plot. The results showed that the most sediment value was 1.938 g. liter-1 in the skid trail with a 20-40 percent slope in the autumn and the lowest deposition was 0.103 g. liter-1 in the control area with a slope of 20-40 percent in the autumn. Type of Coverage (skid trail and control area), the season and the interactions between the cover and the season statistically have significant effect on the sediment yield, but the slope and the interactions between the slope and cover, as well as the interactions between the slope and season have no statistically significant effect on the sediment yield. Duncan’s test showed that there was a yield statistically significant difference between sediment yeild in different seasons and the autumn had the highest sediment

    Keywords: Forest harvesting, skidding, Sediment yield, skid trail, Kheyrud forest}
  • فرزاد حیدری*، راضیه صبوحی
    سازندهای مارنی در حوزه های آبخیز، همواره از نظر تولید رسوب مشکل ساز هستند. هدف از این بررسی، طبقه بندی مارن های استان اصفهان بر اساس شاخص های فرسایش پذیری و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن ها می باشد. در این راستا، ابتدا واحدهای مارنی استان، شناسایی و میزان تولید رسوب آن ها با استفاده از دستگاه باران ساز، اندازه گیری شد. سپس بر اساس شکل فرسایش از آن ها نمونه برداری و تحلیل های فیزیکی و شیمیایی خاک بر روی نمونه ها انجام شد. برای دسته بندی واحدهای مارنی از روش آماری تحلیل خوشه ایاستفاده شد. تحلیل ها با سه دسته اطلاعات شیمیایی، فیزیکی و مجموع اطلاعات فیزیکی و شیمیایی به همراه اطلاعات شیب و رسوب اندازه گیری شده در اثر بارش با شدت شش میلی متر در ساعت در هر مرحله از تحلیل انجام شد. نتایج نشان داد، موثرترین عوامل ایجاد تشابه در مارن ها، خصوصیات شیمیایی و اثرات اقلیمی می باشد. با توجه به اطلاعات حاصل از بررسی های انجام شده و نتایج به دست آمده، می توان اقلیم را به عنوان موثرترین عامل در به وجود آوردن اختلافات بین واحدهای مارنی در بخش های مختلف این استان معرفی نمود. چون علاوه بر اثرات مستقیمی که در ایجاد و تکامل مارن ها دارا می باشد، سایر پارامترها را نیز به صورت مستقیم و غیر مستقیم تحت تاثیر قرار می دهد و انتخاب هر کدام از این پارامترها به نحوی مرتبط با اقلیم است.
    کلید واژگان: اثرات اقلیمی, تحلیل خوشه ای, تولید رسوب, خصوصیات فیزیکی و شیمیایی, دستگاه باران ساز}
    Farzad Heidari *, Razieh Saboohi
    Marl formations have problems in watersheds due to high sediment yield. The purpose of this research is the marls classification of Isfahan province according to erodibility indices and their physical and chemical properties. In this regard, region marl units were identified and their sediment yield was measured using rainfall simulator. Then, based on erosion type, they were sampled and soil physical and chemical properties were analyzed. Cluster analysis statistical method was used to classify marl units. Statistical analysis was performed by three sets of data including chemical, physical and both chemical and physical accompanied by slope and measured sediment from six mmh-1 rainfall in each step of the analysis. Results showed that the most important similarity factors in marls are chemical properties and the effect of climate. According to information obtained from investigations, climate is the most effective factor of differences among marl units in this province. In addition to its direct impact on creation and evolution of marls, it affects on other parameters directly and indirectly and choosing either of these parameters is related to climate.
    Keywords: Climatic effects, Cluster analysis, Physical, chemical properties, sediment yield, rainfall simulator}
  • رضا طلایی*، محسن شریعت جعفری، بایرامعلی بیرامی
    زمین لغزش ها، از عوامل عمده فرسایش و تولید رسوب در حوضه های شیبدار وکوهستانی هستند. هر چند شواهد دال بر این است که میزان رسوب وارده به رودخانه های مناطق کوهستانی استان اردبیل بر اثر زمین لغزش ها قابل توجه است، اما از لحاظ کمی عدد و رقم متقن مبتنی بر تحقیق علمی برای آن ارائه نشده است. در این پژوهش، موضوع در حوضه بالخلوچای استان اردبیل با استفاده از داده های مستخرج از عکس های هوایی، مطالعات صحرایی و داده های رسوب سنجی ایستگاه هیدرومتری پل الماس مورد بررسی قرار گرفت. با تعیین رابطه داده های متناظر دبی جریان و دبی رسوب، حجم رسوب در ایستگاه های رسوب سنجی مرتبط با حوضه برآورد شد. میزان رسوب برآوردی در دوره های زمانی مختلف با دوره های فعالیت زمین لغزش ها مورد مقایسه قرار گرفت و تاثیر زمین لغزش ها در افزایش فرسایش و رسوبدهی حوضه تعیین شد. زمین لغزش های بزرگ مورد اشاره باعث افزایش قابل توجه بار رسوبی رودخانه بالخلوچای شده اند. آثار این لغزش ها در بار معلق عبوری از ایستگاه پل الماس مشاهده می شود. میانگین رسوب سالانه بر اساس داده های کل دوره آبی 40 ساله برابر با 46566.30 تن در سال است، در حالی که میانگین رسوب سالانه بر اساس داده های 36 ساله، یعنی با حذف داده های مربوط به سال های لغزشی 1369 تا 1372، برابر با 30831 تن در سال می باشد. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که بر اساس برآوردهای انجام گرفته میزان رسوب حمل شده به وسیله رودخانه بالخلوچای بعد از وقوع دو مورد زمین لغزش ساری قیه و ایلانجق در طول دوره چهار ساله (سال 1369 تا سال 1372) به طور محسوسی افزایش یافته است.
    کلید واژگان: بار معلق, دبی, رسوب سنجی, رسوبدهی, فرسایش}
    Reza Talaei *, Mohsen Shariat Jafarei, Bayramali Beyrami
    Landslides are the major causes of erosion and sediment yield in the sloping and mountainous basins. However, evidence suggests that the amount of sediment to the river of the mountainous regions in Ardabil province due to landslides is significant, but in quantitative terms it has not been provided the certain value based on scientific research for it. In this study, the subject was evaluated in the Balekhlou-Chay catchment of Ardabil province using data extracted from the aerial photographs, field investigations and the sediment discharge measured data at Pole-Almas hydrometric station. Sediment volume in the sediment measurement stations associated with the catchment was estimated by determining the relationship between flow rate and it′s corresponding sediment discharge. It was attempted to compare the estimated amount of sediment at different time periods with its amount in the periods of activity of landslides and to determine the possible effects of the landslides in increasing erosion and sediment yield in the catchment. The noted large landslides have caused a significant increase in the sediment load of the available rivers. The effects of these slides can be observed in the suspended load passing through Pol-e-Almas station. The mean of the suspended sediment concentration of Balekhlou-Chay catchment has been estimated about 46566.30 tons per year based on sediment discharge values from field data during 40 years (from 1972 to 2001), however the mean of the suspended sediment concentration is 30831 tons per year based on sediment discharge values from field data during 36 years, which means with the elimination of the data related to landslide years (from 1980 to 1983). In conclusion, according to the calculated sediment carried by the Balekhlou-Chay river after the occurrence of the Sarighaye and Ilanjigh landslides during the period of 4 years (from 1980 to 1983) has been increased rapidly.
    Keywords: Discharge, erosion, sediment measurement, sediment yield, suspended load}
  • آرزو خیرخواه*، هادی معماریان، سید محمد تاج بخش
    بهره برداری صحیح و اصولی از منابع طبیعی باعث حفظ این ثروت های ارزشمند می شود و به کارگیری دانش بهینه سازی می تواند کمک موثری در این راستا باشد. بر همین اساس، هدف از این مطالعه مقایسه الگوریتم تکاملی ژنتیک و روش کلاسیک برنامه ریزی خطی در بهینه سازی کاربری اراضی حوزه آبخیز بایگ می باشد. نتایج مطالعه نشان داد که در صورت بهینه سازی کاربری اراضی با برنامه ریزی خطی مساحت زراعت دیم کاهش و زراعت آبی افزایش می یابد. بعد از کمینه سازی، رواناب سطحی و رسوب دهی کل حوضه به ترتیب 1.16 و 12.91 درصد کاهش خواهد یافت. در صورت بهینه سازی کاربری اراضی با الگوریتم ژنتیک، مساحت مرتع و زراعت آبی افزایش پیدا کرده، مساحت باغ آبی، بادام کاری و زراعت دیم کاهش می یابد. ضمن این که بعد از بهینه سازی، رواناب سطحی و رسوب دهی کل حوضه به ترتیب 13.95 و 31.99 درصد کاهش خواهد یافت. نتایج همچنین نشان داد که برنامه ریزی خطی در مقایسه با الگوریتم ژنتیک، در تامین محدودیت ها بسیار بهتر عمل کرد و قید مساحت مجموع کاربری ها در برنامه ریزی خطی تامین ولی در الگوریتم ژنتیک برآورده نشد. نتایج به دست آمده از تحلیل حساسیت نشان داد که حساس ترین ضریب در تابع کمینه سازی رواناب و رسوب دهی، ضریب مربوط به زراعت دیم با هزینه کاهش یافته برابر با 67.52 است. همچنین، نتایج گویای آنست که محدودیت سطوح کل کاربری ها و محدودیت کمینه سطوح مراتع به ترتیب با قیمت سایه ای 397.40 و 233.28 بیشترین تاثیر منفی را بر جواب بهینه و محدودیت های بیشینه سطح کاربری باغات آبی و محدودیت بیشینه سطح کاربری بادام کاری به ترتیب با قیمت سایه ای 134.97- و 118.44- بیشترین تاثیر مثبت را بر جواب بهینه خواهند داشت. به عنوان نتیجه گیری کلی، می توان بیان کرد که الگوریتم های تکاملی (مانند الگوریتم ژنتیک) زمانی که با مسائلی که دارای محدودیت های زیاد هستند مواجه می شوند، در مقایسه با تکنیک های کلاسیک بهینه سازی ضعیف تر عمل می کنند.
    کلید واژگان: تحلیل حساسیت, حوزه آبخیز بایگ, رواناب سطحی, رسوب دهی, کمینه سازی}
    Arezoo Kheyrkhah *, Hadi Memariyan, seyedMohamad Tajbakhsh
    Correct and consistent uses of natural resources preserve this valuable wealth. Using optimization knowledge can assist us to achieve this object. Thus, this study aims to compare linear programming as a classical method of optimization with genetic evolutionary algorithm for land use optimization of the Bayg watershed. Results showed that linear programming reduced dry farming acreage and increased the acreage of irrigated agriculture. After minimization, surface runoff and sediment yield declined by 1.16, 12.91 percent, respectively. Genetic algorithm led to an increase in rangeland, irrigated agriculture and horticulture acreages, while almond orchard and dry farming acreages were reduced. Furthermore, surface runoff and sediment yield declined by 13.95 and 31.99 percent, respectively. Linear programming acted stronger in satisfying the constraints, as compared with genetic algorithm. The constraint “total acreage” was satisfied by linear programming, while genetic algorithm could not meet this constraint. Sensitivity analysis of linear programming showed that the most critical factor in minimizing runoff and sediment yield function was the coefficient of dry farming with a reduced cost of 67.52. Results also established that the constraints “total acreage and minimum acreage of rangeland” with the shadow prices of 397.40 and 233.28, respectively had the highest negative impact on the optimal solution. Meanwhile, the constraints “maximum acreages of irrigated horticulture and almonds garden” with the shadow prices of -134.97 and -118.44, respectively had the highest positive impact on the optimal solution. As a general conclusion it can be stated that in land use optimization problems with a large number of constraints, genetic algorithm show poorer performance in satisfying constraints, as compared with linear programming.
    Keywords: Bayg watershed, surface runoff, sediment yield, Sensitivity analysis, minimization}
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