بررسی کارایی مدل WaTEM/SEDEM جهت برآورد فرسایش آبی و خاک ورزی (مطالعه موردی: زیر حوضه نمونه کچیک؛ مراوه تپه - استان گلستان)

فرسایش آبی و خاک ورزی در اراضی کشاورزی شیب دار فرآیندی مخرب و جدی محسوب شده که به تدریج منجر به تغییر مورفولوژی منطقه می شود. درعین حال، اندازه گیری فرسایش خاک و میزان رسوب به صورت مستقیم در بسیاری از حوزه های آبخیز، امری تقریبا غیرممکن به شمار می آید؛ بنابراین مدل سازی و شبیه سازی فرسایش خاک برای درک فرآیندهای کنترل فرسایش خاک، پیش بینی میزان رواناب و فرسایش خاک و تعیین یا انتخاب اقدامات مناسب حفاظت خاک مهم است.

منطقه موردمطالعه، زیرحوضه نمونه از زیرحوضه های زوجی کچیک استان گلستان از زیرحوضه های چندگانه آبخیز گرگان رود است. این منطقه با وسعت تقریبی 192 هکتار، کاملا از نهشته های حاصلخیز و فرسایش پذیر لسی پوشیده شده است. در این پژوهش برای برآورد فرسایش آبی و خاک ورزی منطقه موردمطالعه از نسخه 2004 مدل WaTEM/SEDEM استفاده شد. با استفاده از روش نمونه برداری دنباله ای موسوم به روش مدل مبنا با رویکرد مینیماکس، 20 موقعیت مکانی مختلف جهت تعیین میزان فعالیت 137Cs، موقعیت های فرسایش، انتقال و رسوب مشخص شد. در نهایت پس از تعیین میزان فعالیت رادیونوکلویید 137Cs، مقدار فرسایش و رسوب با استفاده از مدل های تبدیل اعم از مدلMass BalanceII برای کاربری کشاورزی و مدل Diffusion and Migration برای سایر کاربری ها مشخص شد و سپس نقشه نقطه ای فرسایش و رسوب برای ارزیابی مدل تهیه شد.

با استفاده از رادیونوکلویید 137Cs، 90 درصد موقعیت های اندازه گیری در معرض فرسایش بودند. متوسط فرسایش اندازه-گیری شده در این موقعیت ها با استفاده از مدل های تبدیل رادیونوکلوییدها بالغ بر 1/21 تن در هکتار در سال تعیین شد. با استفاده از این مدل ها، نسبت تحویل رسوب حدود 97 درصد تعیین شد که نشان دهنده پتانسیل بالای منطقه برای تولید رسوب می باشد. متوسط فرسایش آبی و خاک ورزی با استفاده از مدل WaTEM/SEDEM به ترتیب 28/8 و 78/4 تن در هکتار در سال و متوسط رسوب حاصل از فرسایش آبی و خاک ورزی در مناطق رسوب گذاری به ترتیب 14/18 و 89/7 تن در هکتار در سال برآورد شد. متوسط فرسایش و رسوب توسط این مدل برای کل محدوده موردمطالعه به ترتیب 46/1 و 85/0 تن در هکتار در سال بوده و میزان تحویل رسوب 58/0 برآورد شد.

نتایج این تحقیق حاکی از کم تخمینی مدل WaTEM/SEDEM نسبت به مقادیر اندازه گیری شده 137Cs است؛ درنتیجه مدل فرسایشی WaTEM/SEDEM در نهشته های لسی، فرسایش پذیر و حاصلخیز شمال شرق استان گلستان کارایی بالایی ندارد. هرچند الگوی مکانی فرسایش و رسوب آبی و ناشی از خاک ورزی می تواند در اجرای اقدامات حفاظت آب وخاک موثر باشد. از طرفی با توجه به وسعت بالای اراضی زراعی شیب دار در نهشته های لسی استان، لحاظ کردن فرسایش خاک ورزی در تصمیمات بسیار حایز اهمیت است. هرچند برای قطعیت بیش تر، به واسنجی مدل و تکرار اجرای آن در سایر حوزه های آبخیز زراعی نیاز است.