Hydrophysics

Hydrophysics

Estimating the rate of erosion, sedimentation and SDR in the Ilam Dam Watershed

Document Type : Original Article

Authors
1 Department of Rangeland and Watershed Management, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran
2 Department of Range and Watershed Management, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran
3 M.Sc. of Watershed Management, Natural Resources Faculty, University of Tehran, Karaj, Iran
Abstract
The increasing destruction of natural resources, improper use of land, land use change, development of residential areas and environmental pollution, cause waste of natural resources and soil degradation. Due to the emergence of such issues, planning and management for the proper land use, preservation and restoration of resources and paying attention to watershed-oriented strategies seem essential. In this study, which was conducted with the aim of investigating the erosion and sedimentation situation in the Ilam Dam watershed, first, the land use map of the study area was prepared using Landsat 8 satellite images of 2020. Then, RUSLE model was used to calculate erosion and sedimentation in different land uses. In addition, the amount of sediment delivery ratio (SDR) was calculated based on different models and SDR was equal to 0.88 and Williams and Berndt's method was introduced as the best method to calculate SDR in the study area. Based on the results of the RUSLE model, the average erosion and sedimentation of the Ilam dam watershed was estimated as 28.01 and 24.65 tons per hectare per year, respectively.
Keywords

Subjects


[1] Krywkow J, Hare M. Participatory Process Management, International Congress on Environmental Modeling and Software. EMSs. 2008; 888-99.
[2] جیحونی نائینی حدیثه، نجفی‌نژاد علی، سعدالدین امیر، امیدوار ابراهیم. تحلیل عناصر تشکیل‌دهنده میزان تمایل آبخیزنشینان به مشارکت در طرح‌های آبخیزداری (مطالعه موردی: حوضه رودخانه بزرگ نائین استان اصفهان). مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز. 1400؛ 1(2):21-33.
[3] جیحونی نائینی حدیثه، نجفی‌نژاد علی، سعدالدین امیر، امیدوار ابراهیم. تعیین عوامل مؤثر بر مشارکت آبخیزنشینان در طرح‌های آبخیزداری و تحلیل ارتباط آن‌ها (مطالعه موردی: حوضه رودخانه بزرگ نائین استان اصفهان). مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز. 1401؛ 2(2): 16-30.
[4] سلطانی عادل، قضاوی رضا، دخانی سیامک. بررسی اثرات هنجارهای قانونی، مشارکتی و باورها بر شاخص مشارکت و رفتار آبخیزنشینان (موردمطالعه: حوزه آبخیز بنچله، شهرستان روانسر). مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز. 1403؛ 4(1):1-15.
[5] کریمی زینب، طالبی علی. تدوین راهکارهای مدیریتی در راستای افزایش رواناب از گذشته تا آینده (مطالعه موردی: حوزه آبخیز زاینده‌رود- زیرآبخیز اسکندری). مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز. 1403؛ 4(1):61-75.
[6] طالبی علی، کریمی زینب. ارائه پاسخ‌های مدیریتی در راستای راهبرد بهبود وضعیت منابع آب حوزه آبخیز زاینده‌رود. مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز. 1402؛ 3(4):74-91.
[7] جعفری محمدرضا، صالح پور جم، امین. بررسی موانع مشارکت جوامع محلی در اجرای پروژه‌های آبخیزداری در حوضه سراب‌باغ استان ایلام. مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز. 1402؛ 3(2):1-15.
[8] بی‌نیاز مهدی، تمسکی احسان. واکاوی ابعاد جامعیت در مفهوم مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز ایران. مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز. 1402؛ 3(1): 38-53.
[9] قیصوری مرتضی، صابری عارف، امیری عاطفه، صباغ، سیده عالمه. بررسی اثرات تغییرات کاربری اراضی بر دمای حوزه آبخیز شمالی استان ایلام. مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز. 1400؛ 1(1): 29-43.
[10] جعفریان ناهید، کرمی امید. ارزیابی میزان تخریب اراضی طبیعی با تکیه بر تغییرات کاربری اراضی در مناطق جنگلی زاگرس. مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز. 1400؛ 1(2):47-61.
[11] غلامی لیلا، صادقی سیّدحمیدرضا، همایی مهدی. تأثیر اصلاح‌کننده‌های خاک روی تغییرات آب‌نمود و رسوب‌نمود در شرایط آزمایشگاهی پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز. ۱۳۹۶؛  ۸ (۱۶):۱۱۲-۱۰۰.
[12] Kassas M. The Global Biosphere: Conservation for survival. Mazangira. 1983; 7:2-13.
[13] اسمعلی عوری اباذر، عبداللهی خدایار. آبخیزداری و حفاظت خاک. انتشارات دانشگاه محقق اردبیلی؛ 1389. 574 صفحه.
[14] Grepperud S. Soil conservation and government policies in tropical area: does aid worsen the incentives for arresting erosion. Agric econ. 2012; 12:120-140.
[15] رستگار حسین، حبیبی مهدی. ارزیابی پنج روش برآورد رسوب در رودخانه جگین در استان هرمزگان. مهندسی و مدیریت آبخیز. 1390؛ 3(1):12-21.
[16] Ganasri BP, Ramesh H. Assessment of soil erosion by RUSLE model using remote sensing and GIS: A case study of Nethravathi Basin. Geoscience Frontiers. 2016; 7(6):953-61. doi.org/10.1016/j.gsf.2015.10.007
[17] رستمی نورالدین، ربانی مریم. پهنه‌بندی میزان فرسایش‌پذیری خاک و تعیین عوامل مؤثر بر آن (مطالعه موردی: حوزه آبخیز گلان، ایلام). مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز. 1402؛ 3(3):1-15.
[18] رستمی، نورالدین. انتخاب بهترین روش برآورد نسبت تحویل رسوب (S.D.R.) در حوزه آبخیز سد ایلام. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تهران. 1388.
[19] Basheer S, Wang X, Farooque AA, Nawaz RA, Liu K, Adekanmbi T, Liu S. Comparison of Land Use Land Cover Classifiers Using Different Satellite Imagery and Machine Learning Techniques. Remote Sens. 2022; 14, 4978. https://doi.org/10.3390/rs14194978
[20] Chen T, Niu R, Li P, Zhang L, Du B. Regional soil erosion risk mapping using RUSLE, GIS, and remote sensing: a case study in Miyun Watershed, North China. Environment Earth Science. 2011; 63:533–41.
[21] Markose VJ, Jayappa KS. Soil loss estimation and prioritization of sub-watersheds of Kali River Basin, Karnataka, India, using RUSLE and GIS. Environmental Monitoring and Assessment. 2016; 188(4):1-16.
[22] Zare M, Samani AN, Mohammadi M, Salmani H, Bazrafshan J. Investigating effects of land use change scenarios on soil erosion using CLUE-s and RUSLE models. International Journal of Environmental Science and Technology. 2017; 14(9):1905-18.
[23] Ghosh A, Rakshit S, Tikle S, Das S, Chatterjee U, Pande CB, Alataway A, Al-Othman AA, Dewidar AZ, Mattar MA. Integration of GIS and Remote Sensing with RUSLE Model for Estimation of Soil Erosion. Land, 2023; 12:116. https://doi.org/10.3390/land12010116
[24] Wischmeier WH. Smith D. Predicting rainfall erosion losses, A guide for conservation planning (agricultural handbook 537). Washington, DC: USDA; 1978.
[25]محمدی شاهین، کریم‌زاده حمیدرضا، علیزاده میثم. برآورد مکانی فرسایش خاک کشور ایران با استفاده از مدل .RUSLE اکوهیدرولوژی. 1397؛ 5(2):551-569.
[26] زندی جلال، حبیب‌نژاد روشن محمود، سلیمانی کریم. ارزیابی نقشة خطر فرسایش خاک و ارتباط آن با برخی عوامل محیطی (مطالعة موردی: حوزة آبخیز وازرود، مازندران). مرتع و آبخیزداری. 1392؛ 66(3):401-415.
[27] Wischmeier WH. A soil erodibility nomograpH for farmland and construction sites. Journal of Soil and Water Conservation. 1971; 26:189-93.
[28] Pham TG, Degener J, Kappas M. Integrated universal soil loss equation (USLE) and Geographical Information System (GIS) for soil erosion estimation in A Sap basin: Central Vietnam. International Soil and Water Conservation Research. 2018; 6(2):99-110. doi.org/10.1016/j.iswcr.2018.01.001.
[29] Lin C, Lin W, Chou W. Soil erosion prediction and sediment yield estimation: the Taiwan experience. Soil and Tillage Research. 2002; 68:143-52.
[30] رضائی پیمان، فریدی پروانه، قربانی منصور، کاظمی محمد. برآورد فرسایش خاک با استفاده از مدل RUSLE و شناسایی مؤثرترین عامل آن در حوضۀ آبخیز گابریک- جنوب خاوری استان هرمزگان. پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی. 1397؛ 3(1):97-113.
[31] توکلی، محسن. مطالعه رسوبزایی حوزه آبخیز سد ایلام و روش‌های کنترل و کاهش رسوب ورودی به مخزن سد. شرکت آب منطقه‌ای ایلام. 1400.
[32] محمدی مازیار، فلاح مقدسه، کاویان عطااله، غلامی لیلا، امیدوار ابراهیم. کاربرد مدل RUSLE در تعیین توزیع مکانی خطر هدر رفت خاک. اکوهیدرولوژی. 1395؛ 3(4):645-658.
[33] Getachew H, Melesse A. Effects of Land Use Change on Sediment and Water Yields in Yang Ming Shan National Park, Taiwan. Environments. 2015; 2:32-42.
[34] Kamaludin K, Lihan T, Ali Rahman Z, Mustapha M, Idris W, Rahim S. Integration of remote sensing, RUSLE and GIS to model potential soil loss and sediment yield (SY). Hydrology Earth System Science. 2013; 10:4567–96.
[35] امانپور سعید، عبیات محمد، عبیات محمود، عبیات ماجده. بررسی اثر تغییرات کاربری اراضی بر فرسایش خاک و تولید رسوب در حوضه رامهرمز با استفاده از طبقه‌بندی شیءگرا و مدل. RUSLE تحقیقات آب‌وخاک ایران. 1400؛ 52(3):635-649.
[36] خالدی درویشان عبدالواحد، فرجی جلال، غلامی لیلا، خورسند محسن. تغییرات مکانی-زمانی فرسایش خاک در حوزه آبخیز معرف خامسان با استفاده از مدل   .RUSLEمهندسی و مدیریت آبخیز. 1400؛ 13(3):534-547.
[37] خورسند محسن، خالدی درویشان عبدالواحد، غلامعلی‌فرد مهدی. مقایسۀ نتایج برآورد هدر رفت سالانۀ مدل RUSLE با داده‌های به‌دست‌آمده از میخ‌ها و کرت‌های فرسایش در حوضۀ آبخیز معرف خامسان. اکوهیدرولوژی. 1395؛ 3(4):669-680.
[38] هنربخش افشین، پژوهش مهدی، زنگی‌آبادی مریم، حیدری مسلم. مدیریت حوزه آبخیز از طریق بهینه‌سازی کاربری اراضی با استفاده از رویکردهای بهینه‌سازی ریاضی و مکانی. علوم آب‌وخاک. ۱۳۹۶؛ ۲۱ (۴): ۲۵۷-۲۷۰.
[39] مزبانی مهدی، رضایی‌مقدم محمدحسین، حجازی اسداله. ارزیابی خطر فرسایش خاک در کاربری‌های اراضی با استفاده از معادله اصلاح‌شده جهانی فرسایش خاک (مطالعه موردی: حوضه آبریز سیکان). جغرافیا و مخاطرات محیطی. 1400؛ 10(1):41-63.
[40] عرب خدری محمود، شادفر صمد، جعفری اردکانی علی، بیات رضا، خواجوی الیاس، مهدیان محمدحسین. تدقیق برآورد فرسایش آبی در ایران. پژوهش‌های آبخیزداری. 1397؛ 31(3):13-27.
Volume 9, Issue 2 - Serial Number 17
February 2024
Pages 105-118

  • Receive Date 16 May 2024
  • Revise Date 10 June 2024
  • Accept Date 24 June 2024