و فرسايش برآورد درMPSIAC و RUSLEمدل دو مقايسهرسوب

از استفاده با گتوند-خوزستان سرخ پگاه حوزهGIS وRS تکنيکهاي

کرمانشاه استان ريزي برنامه و مديريت سازمان دادوش، سيد هاشمي، Dadvash_Hashemi@yahoo.com

‌چمران شهيد ‌دانشگاهGIS و دور از سنجش ارشد كارشناس ارسالن،‌ ،*1حيدري اهواز

Arsalanheidari@yahoo.com اهواز چمران شهيد دانشگاه علمی هيئت عضو کاظم، رنگزن،

Kazemrangzan@yahoo.comاهواز چمران شهيد دانشگاه علمی هيئت عضو عليرضا، زراسوندی،

Zarasvani@yahoo.com

چکيده رس44وب تجمع از ناشي خطرهاي با مقابله براي آبخيز هاي هزحو رسوبدهي مقدار تخمين

باشد. اين مي آب منابع مديريت در اساسي اهداف از سدها، مخازن و آبي هاي سازه در

رس44وب و فرس44ايش ب44رآورد در MPSIAC وRUSLE م44دل دو مقايس44ه ه44دف با تحقيق

ب44ر غب44ال مس44احتي کارون( با هزحو بزرگ هاي، هزحو زير از )يکي گتوند سرخ پگاه هزحو

تکنيکه44اي از اس44تفاده ب44ا گي44اهي، پوش44ش و شناس44ي سنگ شرايط تنوع و هکتار4600

طري44ق از ني44از م44ورد ه44اي داده از اس44ت. بخش44ي گرفت44ه انج44امGIS و دور از س44نجش

از ن44يز ديگ44ر بخش44ي و مين،ٌت44ا ب44ود، ش44ده انجام ًقبال که هزحو آبخيزداري جامع مطالعات

م44دل دو نت44ايج مقايسهگرديد. تهيه صحرايي مطالعات و رقومي تصاوير پردازش طريق

RUSLEو MPSIAC بدس44ت نت44ايج چ44ه اگر که است آن از حاکی صحرايي مشاهدات با

م44دل نت44ايج ام44ا دارن44د، هم ب44ا زي44ادی انطب44اق من44اطق اکثر در شده ذکر مدل دو از آمده

RUSLEم4دل ان4دازه ب4ه ب4اال فرس4ايش دارای من44اطق شناس4ايي برای MPSIACقاب4ل

در فرس44ايش بن44دی پهنه برایRUSLE مدل از که گردد مي باشد. پيشنهاد نمی اطمينان

گردد. استفاده است دست در آن از محدودی اطالعات که مناطقي

Comparison of RUSLE and MPSIAC models in GIS & RS for Erosion and sediment yield assessment in a semi-arid environment:

Pegah-Sorkh Basin, Gotvand Area Abstract The basic goal in watershed management is estimation of sediments entrance into dams and water reservoir. This research was conducted in the Pegah-Sorkh sub-catchment area, a semi-arid region in SW Iran, Using a Geographic Information system (GIS) and Remote Sensing (RS) to compare the RUSLE and Modified Pacific Southwest Interagency Committee (MPSIAC) models in erosion-potential mapping and sediment yield assessment. The study area with approximately 4600 Ha shows different type of lithological units and vegetation cover. Data collected from available sources were further processed in conjunction with image processing and field observations. Comparison of the RUSLE and MPSIAC results with field observation showed that although the results of the tow erosion potential maps correspond in most areas, the results of RUSLE model were not as reliable as the MPSIAC in identifying areas with very high erosion potential. It is suggested the RUSLE model should be used for rapid mapping of erosion-potential in regions with Limited data layers.

: كرمانشاه. تلفن استان ريزي برنامه و مديريت سازمان بهشتي، شهيد بلوار : كرمانشاه، . آدرس 108318239965: دورنگار0318239596

1

مقدمه کش44ورها اقتص44اد ب44ر زي44ادي ص44دمات ساله هر که است معضلي خاک فرسايش

نمي ب44ر منطقه داخل در آن اثرات به تنها خاک فرسايش سازد. مشکل مي وارد اس4ت ش4ده برداش4ت خ4اک که محلي در فقط فرسايش که، معني اين به گردد،

دارد. ب44ه زي44ادي اهميت نيز آن منطقه از خارج در آن اثرات بلکه ندارد، منفي اثر اث44رات از ش44ديدتر را آن منطق44ه از خ44ارج اث44رات متخصص44ان از ب44رخي طوريکه

سد پشت در شامل: رسوبگذاري منطقه از خارج دانند. اثرات مي منطقه داخل و ص44حيح هاي ريزي برنامه با بايد که باشد مي آب انتقال کانالهاي و مخزني هاي

ممکن ح44داقل ب44ه را فرس44ايش م44يزان ج44وانب، تم44ام گرفتن نظر در با و بنيادي رس44وب توليد و فرسايش در انساني و طبيعي عامل دو کلي طور داد. به کاهش

انس44اني عوامل طوريکه گذارند. به مي اثر يکديگر بر عامل دو اين هستند، موثر را مناس44بي ش44رايط ط44بيعي عوامل که شده مناطقي در فرسايش تشديد باعث وض44عيت انس44اني عوام44ل ب44رعکس ي44ا اند. و ساخته فراهم فرسايش بروز براي

تش44ديد را آن فرس44ايش ط44بيعي عوام44ل و نم44وده مس44تعد را منطقه فرسايشي ه44اي روش تع44يين خ44اک، حف44اظت ه44اي برنام44ه اج44راي منظ44ور ب44ه است. کرده

در س44د حجم دقي44ق محاس44به ن4يز و زايي رس44وب ک44اهش و فرس44ايش ب4ا مبارزه هزح44و در س44االنه تولي44دي رس44وب کل حجم بايست مي ،مخزني هاي سد احداث دبي به مربوط هاي داده آبخيز هزحو يک در گردد. چنانچه برآورد و ارزيابي آبخيز

ساالنه دهي رسوب کل حجم محاسبه باشد، موجود کافي اندازه به رسوب و آب ي44ا وجود عدم باشد. ولي مي پذير امکان متداول آماري روشهاي بکارگيري با آن

ه44اي هزح44و از بسياري در رسوب توليد و خاک فرسايش زمينه در ها داده کمبود و خ44اک فرس44ايش ب44رآورد ب44راي مناس44ب تج44ربي روش44هاي کاربرد ،کشور آبخيز

PSIAC,EPM,BLM,FAO روش44ها اين جمله نمايد. از مي الزامي را زايي رسوب ب44رآورد ب44رايMPSIAC و RUSLE تج44ربي مدل دو از تحقيق اين . درباشد مي

مقايس44ه اس44ت. و ش44ده اس44تفاده گتون44د س44رخ پگ44اه ح44وزه رسوب و فرسايش گرفت44ه ق44رار تحلي44ل و تجزيه مورد کدام هر معايب و مزايا و مدل دو بين موردي است.

مطالعه مورد منطقه از اس44ت عب44ارت که دهد، مي نشان را مطالعه مورد منطقه موقعيت( 1)شكل

باش44د. مي گتون44د شهرس44تان ش44رق شمال در واقع گتوند سرخ پگاه آبخيز هزحو ط44ول ت44ا جغرافيايي مختصات داراي مذکور حوزه

.باش44د مي ش44مالي ع44رض ت44ا و ش44رقي/6 متوس44ط شيب و متر721 آن ارتفاع حداكثر و متر218 هزحو ارتفاع حداقل

مي نش44ان را مطالع44ه مورد منطقه شيب ( نقشه2) شکل باشد مي صد در 17 ف44يزيوگرافي، خصوص44يات نيز و ها آبراهه مهم فرعي هاي شاخه اساس . بردهد

هواشناس44ي شد. شرايط داده تشخيص هزحو براي هيدرولوژيكي واحد دو تعداد .باشد مي آن توپوگرافي و جغرافيايي موقعيت از ثرٌمتا شدت به هزحو اقليمي و

س44اليانه بارن44دگي مي44انگين منطقه اطراف یها ايستگاه آمار مجموعه اساس بر از هزح44و كن44د. اين مي تغي44ير ميليمتر746 تا476 از كه باشد مي ميليمتر589 88 حدود )در آن اعظم قسمت بطوريكه نداشته زيادي تنوع شناسي زمين نظر

بختي44اری، هایسازند نيز بخشهايي در و آغاجاري سازند ه( رازحو مساحت از% منطق44ه شناس44ی زمين ( نقش44ه3) . ش44کلگردد مي مشاهده كواترنري و لهبري از گي44اهي پوشش نظر از سرخ پگاه آبخيز هزحو .دهد مي نشان را مطالعه مورد

بوده برخوردار بريش- گون و يكساله علفيهاي-گندميان گياهي، تيپ دو

2

مطالعه مورد منطقه از کلی ( : نمائی1) شکلمطالعه مورد منطقه از کلی ( : نمائی1) شکل

از بش444دت ك444ه س4444نگ توپ4444444وگرافي،

من44ابع آم44ده بدس44ت اطالع44ات اس44اس كن44د. ب44ر مي تبعيت منطق44ه اقليم و مادر مخل4وط اراض4ي و اي تپ4ه اراض4ي کوه، اراضي تيپ، سه خاكشناسي، و اراضي اس44ت. تيپ گردي44ده مش44خص مطالع44ه م44ورد مح44دوده در تپ44ه و اي دامنه دشت

اجزاء22تعداد آنها در ًجمعا باشد. كه مي اراضي واحد14 داراي مذكور اراضي از اختالفاتي داراي همگني نظر از واحدها است. اين گرديده تفكيك اراضي واحدهستند. خاك عمق شيب، ارتفاع، نظر

شناسي زمين ( :نقشه3) شکل مطالعه مورد منطقه شيب ( :نقشه2) شکلمطالعه مورد منطقه

کار روش و وادم مدل دو کارايي مقايسه جهت در GIS و RS مشترک هاي توانايي از مطالعه دراين

س44رخ پگ44اه هزح44و رس44وب و فرس44ايش ب44رآورد ب44رايMPSIAC وRUSLE تج44ربي وRS ک44اربرد زمين44ه در محققين توس44ط تحقيقاتی سابق در است. شده استفاده

GIS مي آنها جمله است. از گرفته انجام رسوب برآورد و فرسايش بندی پهنه در کرد. اشاره2007 حيدري و2001 تنگستانی، ،1993 هيل، کارهای به توان : باشد مي زير موارد شامل تحقيق اين در استفاده مورد اطالعات و ها داده

ورق44ه1:25000 مقياس در برداري نقشه سازمان رقومي، توپوگرافي - نقشه1SE 57541

ASTER سنجنده از مطالعه مورد محدوده اي ماهواره - تصوير2

3

و شناس44ي زمين ه44اي نقش44ه ش44امل ،منطق44ه از وعيموض44 ه44اي - نقش44ه3(1:100000 خاکشناسي)مقياس

مطالعه مورد محدوده مجاور هواشناسي ايستگاههاي ساالنه - آمار4مدلها تشريح

مدل RUSLE‌ شد. ( انجام1936) کوک توسط خاک فرسايش کردن فرموله برای تالش اولين

را ب44اران فرس44ايندگی ق44درت و فرس44ايش ب44ه خ44اک حساس44يت مانند عواملی او ش44د، پيشنهاد منطقه يک در فرسايش تخمين برای که معادله نمود.اولين مطرح نظ44ر در ش44يب ط44ول و درج44ه عام44ل دو تنه44ا آن در که (بود1940) زينگ معادله 1978 س44ال در اينک44ه ت44ا گذاشت تکامل به رو بتدريج عمل بود. اين شده گرفته

در آبي، فرس44ايش م44ورد در مطالع44ه سال30 حدود از پس اسميت، و ويشماير و آب مختل44ف ش44رايط ب44ا آمريک44ا مختل44ف اي44الت26 در تحقيق44اتی ايس44تگاه46

فرس4ايش جه4انی فرم4ول ديگ4ران، های بررسی نتايج گرفتن نظر در با و هوايي ،USLE شده اصالح مدل (. بعدها1379)رفاهی، کردند معرفی ( راUSLE) خاک کلی ش44د. ش44کل معرفی1997 سال در همکاران و رينارد توسطRUSLE يعنی

می هم از متف4اوت آنها عوامل محاسبة نحوة ولی باشد می هم مانند مدل دو هر در که A=R*K*L*S*C*P: باشد مي مقابل کلی شکل به معادله باشد. اين

عام44لR باش44د، می هکت44ار در تن برحس44ب يافت44ه فرس44ايش خ44اک مق44دارA آن ض44ريب Kده44د، می نش44ان را ب44اران فرس44ايندگی ق44درت ک44ه اس44ت بارن44دگی طولL کند، می مشخص را خاک ذاتی حساسيت و است خاک پزيری فرسايش

از پسباشد. مي خاک حفظت عمليات عاملP و گياهی پوشش عاملC شيب، عملي44ات مطالع44ه، مورد ةزحو رسوب و فرسايش توليد در مؤثر عوامل ارزيابي

هم ه44اي س44لول ح44الت اين در ديگ44ر عبارت گرفت. به انجام ها اليه براي 2همپوشاني باي4د ه4ا داده حالت، اين براي شوند. که مي تلفيق و ترکيب همديگر با مختصات

باش44د. بن44ابراين داشته وجود آنها تلفيق امکان تا باشند رستر ساختار داراي م44ورد زهح44و ب44راي فرس44ايش نقش44ة ه44ا، الي44ه ان44دازي هم روي از اس44تفاده با

(. 4) شکل آمد بدست مطالعهمدل MPSIAC‌

ب4رای آمريک4ا، آب م4ديريت کميت4ه توسط ميالدی1968 سال در PSIAC مدل خش4ک نيم4ه و خش4ک من4اطق رس4وب تولي4د و خ4اک فرس4ايش ش4دت محاسبه

Walnut) گ44ولچ ن44ام ب44ه تحقيق44اتی حوزه يک در بار اولين برای و شد، اريه آمريکاGulchروش ش44د. در آزم44ايش آمريک44ا آريزون44ای اي44الت ش44رقی جنوب در ( واقع

PSIACدر رس44وب تولي44د و خ44اک فرسايش در موثر و مهم عامل9 نقش و تاٌثير محق44ق دو توس44ط1982 س44ال در م44ذکور ش44ود. روش مي ب44رآورد آبخيز حوزه

در اصالحاتی و گرفته قرار بازنگری مورد گبهارت و جانسون نامهای با آمريکايي MPSIAC ي44ا پس44ياک ش44ده اص44الح فرم44ول را اخ44ير گ44رفت. روش ش44کل آن

را MPSIACم44دل در م44ؤثر عوام44ل به دهی امتياز (نحوه1شماره) ناميدند.جدول ش44ود. ب44ا مي ( نامي44دهR) رسوبدهي درجه آنها امتياز جمع دهد.حاصل می نشان

واح44دهاي از ي44ک ه44ر ک44ه ش44ود مي ايجاد امکان اين رسوبدهي درجه از استفاده تولي4د م4يزان آن اس4اس ب4ر ش4وند. و توص4يف فرس4ايش لح4اض ب4ه مطالع4اتي

تولي4د و فرس4ايش ب4رآورد ب4رايگ4ردد. محاس4به مطالعاتي واحدهاي در رسوب

2 . Overlay

4

زي44ر ش44رح ب44ه رس44وب تولي44د م44يزان و رس44وبدهي درج44ه بين رابط44ه از رس44وب (:1379)رفاهي، آيد مي عمل به استفاده

سال در مربع کيلومتر بر مکعب متر حسب بر ساليانه رسوب = ميزانR رسوبدهی = درجة

مکعب متر حسب بر کاري واحد هر ساالنه رسوب باال، رابطه اساس بر بنابراين نقش44ة عن44وان تحت جدي44دي نقش44ة و هش44د محاس44به س44ال در مرب44ع کيلوم44تر بر

.آمد بدست حوضه خيزي رسوب دهی رس44وب کالس3ب44ه (منطقه2جدول) به توجه با و آمده بدست نقشة اساس بر

( 5)شکل شد بندي تقسيم

آنها و نحوه امتياز دهي به MPSIAC گانه موثر در مدل 9( : عوامل 1جدول شماره )

پارامترها شرح مدل در امتيازدهی نحوه

MPSIAC و خاک فرسايش در موثر عوامل

رسوب توليدردي ف

به سنگ حساسيت امتياز = X1فرسايش Y1=X1 سطحی شناسی زمين 1

خاک پذيری فرسايش عامل = K خاک 2بازگشت دوره با ساعته6 بارندگی =

X3 سال2 هوا و آب 3ساالنه رواناب ارتفاع = R ، = دبی

ساالنه اوج QP رواناب 4

حوضه متوسط شيب = S Y توپوگرافی 5

X6لخت اراضی = درصد گياهی پوشش 6

X7پوشش تاج = درصد اراضی کاربری 7

X8امتيازات = مجموع BLM فرسايش فعلی وضعيت 8=X9مدل در خندقی فرسايش امتياز

BLM حمل و ای رودخانه فرسايش

رسوب 9

)رفاهي،PSIACتعيين ميزان توليد رسوب ساالنه و کالس فرسايش خاک در روش (2)جدول1379(

کالس و رسوبدهيفرسايش

شدترسوبده

ي

ساالنه رسوب توليددهنده نشان نمراتدهي رسوب شدت درکيلومتر مکعب متر

مربعمربع مايل در ايکرفيت

V خيليزياد

>1429 >3 >100

IV100 - 375 - 14291 -476زياد

III75 - 150 - 4765/0 - 238متوسط

II50 – 5/025 – 2382/0 - 95کم

I25 - 2/00> 95> کم خيلي

5

RUSLE مدل در ويژه فرسايش ميزان ( :نقشه4) شکل

MPSIAC مدل از استفاده با مطالعه مورد منطقه رسوبدهی ( : نقشه5) شکل

:‌ گيري نتيجه و بحث ض44رايب ميانگين ،MPSIAC وRUSLE مدل دو به مربوط محاسبات انجام از پس

و ج44داول اين اس44اس اس44ت. ب44ر شده آورده ت3 جداول در و محاسبه مربوطه

6

ب44رای پذيری فرسايش کالس و فرسايش ميزان استاندارد، جدول با آنها مقايسه نتايج که است حالی در گرديد. اين برآورد حوزه کل و کاری واحدهای از کدام هر

مدل در محاسبات به نسبت را داری معنی اختالفMPSIAC مدل در آمده بدستRUSLE م44دل در وي44ژه رسوب و ويژه فرسايش دهد. ميزان مي نشان MPSIAC

)436 و1177 بترتيب نت44ايج (. مقايس44ه4 )ج44دول گردي44د ( ب44رآورد رس44وب توليد و فرسايش کالس آن، استاندارد جدول با مدل اين در آمده بدست عم44ل ب44ه ص44حرايي بازديدهای به توجه گيرد. با مي قرار متوسط گروه در حوزه رس4وب و فرس4ايش م4يزان ک4ه رس4د مي نظ4ر به مطالعه مورد منطقه از آمده

MPSIAC م44دل در آم44ده بدس44ت نت44ايج ب44ا ک44ه باش44د متوس44ط ح44د در حوزه خيزی

م44دل ک44ه باش44د اين ش44ايد اختالفی چ44نين دالي44ل از دارد. يکی بيش44تری مطابقتRUSLEمدل که حالی در دهد مي نشان را فرسايش پتانسيل MPSIACفرس44ايش

دو س44اختار ب44ه اگ44ر ديگ44ر ط44رف کند. از مي برآورد موجود شرايط اساس بر را در را بيش4تری عوام4لMPSIAC م4دل ک4ه ش4ود مي مش4خص ش4ود توج4ه م4دل

نق44اط از يکی تواند مي موضوع کند. همين مي درگير رسوب و فرسايش برآورد زمينه اين در محققان توسط قبل سالهای در که باشد. مطالعاتی مدل اين قوت و اس4کندری باش4د. بطوريک4ه مي ام4ر اين دهن4ده نشان نيز است پذيرفته انجام

از بح44رانی نق4اط ک44ردن مش44خص جهت در راMPSIAC مدل حاصل نتايج محمدیدانند. مي تر قبول قابل آبخيزها در رسوب توليد نظر

( در حوضه پگاه سرخ گتوند در مدل R( : ميانگين ضرايب )3جدول )

MPSIACفرساي ش

خندقی

فرساي ش

فعلي

کاربر ی

اراضی

پوششگياهی

توپوگرافی

رواناب و آب

هواخاک

زمينشناسی

عامل

1/7 89/8 76/8 33/5 27/13 26/4 97/8 33/2 51/6امتياز

MPSIAC( : مقادير پارامترهای اندازه گيری شده در مدل 4جدول ) فرسايش

کل(m^3/Yr)

ويژه فرسايش(m^3/km^2/Yr)

( کل رسوبm^3/Yr(

ويژه رسوب(m^3/km^2/Yr)

درجهرسوبده

ی

زيرحوضه

27847 1177 5 103 436 91/66 126181 1159 9420 417 69/65 2

54028 19735 کل

حوزه

(Ton /Yr) کل رسايشف) ويژه فرسايش

Ton/Ha/Ya)) مساحت

Ha)حوضه زير

9/736 52/32 22/66 1

7/775 34/34 22/59 2

1541 33/33 46/25 حوضه کلحوضه کل و کاري واحدهاي از هرکدام در رسوب توليد ( : ميزان5) جدول

: فارسي منابعان. تهر دانشگاه آن. انتشارات كنترل و آبي فرسايش1379ح. رفاهي،

7

سنجش تکنيکهای کاربرد ،1385 عليرضا زراسوندي، كاظم، رنگزن، ،1 ، حيدري ح4وزه رس4وب ب4رآورد و فرس4ايش بن4دی پهنه در MPSIAC مدل وGIS و دور از

كشور برداري نقشه سازمان ، 85 ژئوماتيك همايش گتوند، سرخ پگاه حوض44ه در رس44وب و فرس44ايش ب44رآورد روش چن44د مقايس44ه1372 ح، ص44ادقی،

به44ره روش44های و سياس44تها بررس44ی ملی س44مينار مق44االت مجموعه دره، اوزون. 130-74 ص تهران، اراضی، از برداری

کوهس44تانی من44اطق در آن بي44نی پيش و فرس44ايش ارزي44ابي ،1373 ا، حيدريان،تهران دانشگاه ارشد، کارشناسی نامه پايان لتيان، حوضه ک44ارايي بررس44ی ،1380 ف، س44رمديان، ع، ص44فت، درويش و رف44اهی،ح بي44ات،

،GIS کم44ک ب44ه طالقان آبخيز حوضه رسوب برآورد درMPSIAC وEPM مدلهای203-217 ص ،1 ،شماره32 ايران،جلد کشاورزی علوم مجله

حوضه در رسوب و فرسايش پتانسيل برآورد ،1381 ج، محمدی، و ذ اسکندری، مجموع4ه جغرافيايي، اطالعات سيستم وEPM مدل از استفاده با چغاخور آبخيز

-123 ص مش44هد، فردوس44ی دانش44گاه اي44ران، خاک علوم کنگره هفتمين مقاالت126انگليسي منابع

Hill, j., 1993 Land degradation and soil erosion Hazar mapping in Mediterranean environment with operational earth observation satellites. Proceeding of the international symposium of Operationalization of remote sensing, 9, 19-23 April, Enschede, The Netherlands 1993 pp, 41-52 Tangestani, M.H., 2001 Integration geographic information system in erosion and sediment yield application using the erosion potential methd of (EPM) Proceeding of the GIS Research UK, 2001 pp 621-623 PSIAC, 1968, Report of the Water Management Subcommittee on Factors Affecting Sediment Yield in the Pacific Southwest Area and Selection and Evaluation of Erosion and sediment Yield ASCE, 98, Report No. HY12. Cook, D.J., Dickinson, W.T., Rudra, R.P., 1985. GAMES-Guelph Model for Evaluating the Effects of Agriculture Management System on Erosion and Sedimentation. University of Guelph, School of Engineering, Guelph. 75pp. Renard, K.G., Freimund. J.R., 1997. Using monthly precipitation data to estimate the R-factor in the revised USLE. Journal of Hydrology 157, 287-306. Wischmeier, W.H., and D.D.Smith, )1978( , Predicting rainfall-erosion losses: A Guide to conservation planning, Agricultural Hand book vol. 537, U.S. Department of Agriculture.Zingg, A.W. 1940. "Degree and length of land slope as its affects soil loss in runoff. Jour.of Agric

Engineering 21: 56-64

8