ارزيابي توانايي مدل وپ در تلفيق با سامانة ژئووپ براي برآورد مكاني فرسايش خاك در حوزه‌هاي زوجي طالقان

سابقه و هدف: حفاظت از آب و خاك كار اساسي براي بهبود منابع طبيعي در هر كشوري است. كمبود آمار و اطلاعات موجود در زمينه فرسايش خاك يكي از محدوديت‌هاي مديران منابع طبيعي براي اعمال حفاظت خاك و آب در مقياس حوزه آبخيز است. در طول دهه‌هاي گذشته چندين مدل فرسايش تحت شرايط محيطي مختلف ابداع شده‌اند، اما مي توان از تعداد بسيار محدودي در مقياس حوزه آبخيز استفاده كرد كه قادر به در نظر گرفتن اقدامات حفاظت از خاك هستند. در ميان روش‌هاي موجود، مدل وپ به عنوان يك مدل فرآيند گرا شناخته شده‌است كه مي‌تواند در مقياس فضايي مختلف يعني: دامنه، حوزه آبخيز و حوزه بزرگ مورد استفاده قرار گيرد. مدل وپ به مقدار زيادي از داده‌هاي ورودي نياز دارد و كارايي مدل با داده‌هاي ورودي مرتبط است. هدف اصلي تحقيق حاضر، ارزيابي مدل وپ و گسترش فضايي ژئووپ براي تخمين فرسايش خاك و توليد رسوب در حوضه زوجي است.مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه در حوضه زوجي زيدشت با مساحت ۱۹۸.۴ هكتار و در حوزه آبخيز طالقان واقع شده‌ است. تمام داده‌هاي محيطي شامل ويژگي‌هاي خاك، پوشش گياهي، داده‌هاي آب و هوايي با تجزيه و تحليل داده‌هاي صحرايي و آزمايشگاهي براي پنج پلات فرسايش و كل حوزه آبخيز استخراج شدند. واسنجي مدل براساس پارامتر نفوذ و فرسايش پذيري از طريق نش- ساتكليف، R2 و همچنين ضرايب RMSE انجام شد.يافته‌ها: براي واسنجي خروجي رواناب از پارامتر هدايت هيدروليكي (تا حد 50% اوليه) بهره گيري شد و كارايي مدل با استفاده از ضريب نش- ساتكليف، 64/0 شد كه رواناب برآوردي هر پلات نزديك به مقادير مشاهده‌اي است. براي مقدار رسوب نيز با استفاده از مقادير پايه روابط مدل، مدل نتيجه مناسبي را به دنبال نداشته است و بهترين نتايج را با افزايش 100 درصدي براي فرسايش‌پذيري شياري و 150 درصدي براي فرسايش بين شياري و كاهش 9 درصدي براي تنش برشي و 12 درصدي براي هدايت هيدروليكي به دست آورده است و كارايي مدل با استفاده از ضريب نش- ساتكليف، 51/0 شد كه مقادير برآورد شده به مقادير مشاهده‌اي پلات‌ها نزديك است. همچنين نتايج حاصل نشان داد در سال 2016 (1395) مقادير رسوب در سطح دامنه به ترتيب براي شاهد و نمونه 2/0 و 1/0 ton/ha/yr و در حوزه آبخيز به ترتيب براي شاهد و نمونه 1/1 و 3/0 ton/ha/yr به دست آمد. بنابراين مدل وپ در منطقه مطالعاتي، زماني كارايي مناسبي خواهد داشت كه پارامترهاي فرسايش‌پذيري و هدايت هيدروليكي با دقت زياد اندازه‌گيري شوند. از طرفي نتايج ژئووپ نيز، در حوضه شاهد و نمونه به ترتيب 3/3 و 5/2 ton/ha/yr به‌دست آمد.نتيجه گيري: بر پايه مشاهدات ميداني و اشكال فرسايش، الحاقيه مكاني ژئووپ قادر است تا وضعيت مكاني فرسايش خاك را در قالب مدل فرايند محور نشان دهد. با توجه به اينكه اين الحاقيه مي‌تواند محدوديت اجراي مدل از نظر مساحت را بر طرف مي‌كند، بنابراين براي برآورد توزيعي مكاني مقدار كمّي فرسايش خاك در قالب مدل فرايند محور (فيزيكي‌پايه) در مقياس حوزه آبخيز مي‌توان اززير بخش ژئووپ بهر‌گيري كرد. علاوه بر اين با توجه به‌ قابليت‌هايي كه مدل وپ در بازنمايي عمليات حفاظت آب و خاك و به ويژه معرفي سازه‌ها و بندهاي اصلاحي آبخيزداري دارد، مي‌توان با تلفيق اين مدل و سامانه ژئووپ نسبت به شبيه سازي پيش از اجراي آنها اقدام كرد و فعاليهاي مناسبتر را از پيش شناسايي نمود.