استفاده از سيستم اطلاعات جغرافيايي در برآورد فرسايش خاك و توليد رسوب حوزه آبخيز نوژيان

Using of Geographic Information System in estimating of soil erosion and sediment production on Nojian watershed )Southeast of Khorramabad city

فرسايش خاك يكي از عوامل اصلي در كاهش حاصلخيزي خاك، انباشت رسوبات در آبراهه‌ها، كانالهاي آبياري و رودخانه‌ها، كاهش ظرفيت مخازن سدها، تشديد وقوع سيلابهاي مخرب و آلودگي محيط زيست مي‌باشد. به منظور جلوگيري از پيامدهاي منفي فرسايش خاك و توليد رسوب در حوزه‌هاي آبخيز ضرورت دارد مقدار رسوب و منبع توليد آن مشخص گردد. از آنجا كه اكثر حوزه‌هاي آبخيز كشور فاقد ايستگاههاي رسوب‌سنجي مي‌باشند از اينرو با استفاده از مدلهاي ابداع شده در اين زمينه برآورد توليد رسوب الزامي مي‌باشد. در اين تحقيق كه در حوزه آبخيز نوژيان واقع درجنوب شرقي خرم‌آباد انجام شده است، برآورد فرسايش و رسوب حوزه آبخيز نوژيان واقع در استان لرستان با استفاده از مدل MPSIAC1 و با بهره‌گيري از سيستم اطلاعات جغرافيايي (GIS)2 مورد بررسي قرار گرفته است. در اين راستا براي اجرا كردن مدل MPSIAC، پس از ورود لايه‌هاي اطلاعاتي به محيط GIS و وزن‌دهي آنها، از تلفيق اين لايه‌ها، حوزه آبخيز مورد مطالعه به 527 واحد همگن تفكيك گرديده سپس شدت فرسايش و توليد رسوب در اين واحدهاي همگن محاسبه شده است. نتيجه بدست آمده نشانگر اين است كه ميزان رسوب برآورد شده با استفاده از مدل MPSIAC حدود 2/489372 تن در سال مي‌باشد. با توجه به اينكه ميزان رسوب اندازه‌گيري شده در محل ايستگاه هيدرومتري كشور معادل 812410 تن در سال است، نسبت مقدار رسوب برآورد شده با استفاده از مدل MPSIAC به آمار رسوب اندازه‌گيري شده 602/0 برابر است. نتيجه بررسي‌هاي انجام شده در مورد اختلاف موجود بيانگر اين واقعيت است كه كاليبره كردن مدلهاي تجربي از طريق اصلاح نارساييهاي موجود در آنها در تطبيق با شرايط خارج از محل ابداع آنها امري ضروري و گريزناپذير است. بنابراين ضرورت دارد پيش از آنكه با اطمينان اقدام به رد يا قبول نتيجه حاصل از بكار‌گيري اين مدل نمود، در آبخيزهاي معرف كشور كاليبره كردن مدل در تطبيق كامل با شيوه‌هاي ابداع آن مد نظر قرار گرفته سپس اقدام به واسنجي آن نمود.

Soil erosion is one of the most important factors causing decline of soil fertility, siltation of different kinds of waterways, reduction of reservoir capacity, increase in destructive risk of flooding and other environmental degradations. In order to mitigate the negative effects of soil erosion and sediment production in watersheds, determining amount and source of sediment is imperative. Since most of Iran’s watersheds are ungauged, use of erosion and sediment estimation models are needed. But for selection of applicable model the models first have to be tested and/or evaluated. In order to achieve to this goal, a research study was carried out to evaluate MPSIAC model in GIS environment based on the observed data of sediment of the Nojian sub-watershed located in southeast of Khorram Abad city in the Lorestan province-Iran. In so doing, to run the selected model after introducing the information layers into the GIS program and combining the layers in MPSIAC model, the given catchments were divided into 527 homogenous units. Then, erosion rate and sediment yield were estimated in these homogenous units. The amount of estimated sediment yield by using MPSIAC model was 489372.2 T/y. For comparison of the model results, the amount of measured sediment in hydrometric station was considered as the control level, which was 812410 T/y. The outcome of the research showed that estimating sediment by using MPSIAC model in comparison to measured sediment was 0.602. The results of the assessment on observed differences show that calibration of the empirical models is needed first to resolve the limitation of the models in correspondence to the existing condition of the watersheds. It can be concluded that in order to accept or reject the result of the sediment yield estimation using the MPSIAC model with high confidence, the model first should be calibrated based on the existing condition of the Iran’s watershed.