بررسی تأثیر شیب و تراکم ناهمواری‌‌های یک خردحوضه با بافت سنگین بر رواناب و فرسایش با استفاده از مدل EUROSEM

• خانم مریم جعفری فشارکی ²

http://idj.iaid.ir/article_55012.html

بررسی تأثیر شیب و تراکم ناهمواری‌‌های یک خردحوضه با بافت سنگین

بر رواناب و فرسایش با استفاده از مدل EUROSEM

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

• بهزاد قربانی  ¹ 
• مریم جعفری فشارکی ²

¹ دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، شهرکرد، ایران

² دانشجوی سابق گروه مهندسی آب، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

فرسایش سریع خاک‌ها پدیده نامطلوبی است که موجب کاهش حاصلخیزی اراضی، کاهش ظرفیت منابع آب و آلودگی آب‌ها می‌شود. پژوهشگران مدل‌های مختلفی را برای پیش‌بینی فرسایش و رواناب پیشنهاد کرده‌اند که یکی از این مدل‌ها، مدل EUROSEM است که خطر فرسایش‌پذیری یک حوضه هیدرولوژیک را نسبت به مکان و زمان پیش‌بینی می­کند. در این پژوهش با استفاده از این مدل و آزمایش‌های متعدد به بررسی تأثیر شیب و ناهمواری‌های یک خردحوزه آبخیز با بافت رسی که یک بافت سنگین است بر مؤلفه­های رواناب و رسوب پرداخته شده است. آزمایش‌ها برای سه ناهمواری با تراکم­های متفاوت در جهت سه شیب متفاوت 5، 10 و 20 درصد و عمود بر آن­ها با سه تکرار انجام شدند. نتایج این تحقیق نشان‌داد تراکم ناهمواری‌ها در کاهش رواناب و رسوب به‌ترتیب به­مقدار 54 و 56 درصد نقش داشته است. نتیجه ارزیابی مدل نیز نشان داد که EUROSEM کلیه مؤلفه­های آب­نمود رواناب و رسوب­نمود رسوب  را با ضریب همبستگی (R²) بیش از 97 در صد و خطای مربعات (RMSE) کم­تر از 4 درصد را با موفقیت پیش­بینی کرده است. ولی در پیش­بینی زمان رسیدن به اوج رسوب با ضریب همبستگی 25 درصد و خطای 56/7 درصد نا موفق بوده است.  

کلیدواژه‌ها

• بافت‌ سنگین 
• رواناب فرسایش 
• مدل یورسم 
• ناهمواری

---

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Slope Impact and Unevenness Density of a Micro-catchment on Runoff and Erosion Using EUROSEM

نویسندگان [English]

• Behzad Ghorbani ¹ 
• Maryam Jafari Fesharaki ²

¹ Associate professor, Water Engineering Department, Shahrekord University., Shahrekord., Iran

² Formerly MSc student, Water Engineering Department, Shahrekord University., Shahrekord., Iran

چکیده [English]

Rapid soil erosion is an undesirable phenomenon that reduces soil fertility and water resources capacity and causes water pollution. Investigators have suggested variety of models for prediction of runoff and erosion from which EUROSEM is a distributed single event model that can predict erosion risk from a hydrologic wathershed with respect to space and time. Due to spatial and temporal variations of rainfall magnitude and intensity, soil physical characteristics and topography of watershed area, consideration of these required variables can not be ignored. In this study, the impact of slope and unevenness density of a micro-catchment with heavy clay loam soil texture on runoff and erosion was evaluated using EUROSEM. In the first series, the experiments were performed for three unevennesses with three different densities and three replications in the direction of slopes of 5, 10 and 20 percent. In the second series, the experiments were performed with the same densities and slopes, but in the opposite direction of  slopes. Totally, seventy seven tests including witnesses were accomplished. The results showed that density of unevennesses were effective to reduce runoff and erosion, especially when they were set up in the opposite direction of slopes, by 54 percent and erosion by 56 percent. The EUROSEM evaluation also showed that the model was able to assess all hydrograph parameters with regression coefficients (R2) more than 97 percent at the level of 95 percent and RMSE less than 4 percent successfully. Modle also is able to predict some of sedigraph parameters such as time to start sediment, time to peak of sediment and mass flow of sediment with regression coefficients (R2) more than 97 percent at the level of 95 percent and RMSE less than 0.289 percent successfully, but time to peak sediment was not successfully predicted, due to low R2 = 25 percent and high RMSE = 7.56.  

کلیدواژه‌ها [English]

• Erosion 
• EUROSEM 
• Heavy soil textures 
• Roughness 
• runoff

 مراجع

امیرپور،م.، جلالیان،ا.  قربانی،ب. .1384. بررسی تأثیر برخی از خواص فیزیکی خاک روی رواناب، فرسایش و رسوب در منطقه سولیگان از توابع استان چهار محال و بختیاری با استفادخ از مدل EUROSEM، دومین کنگره ملی آبخیز و مدیریت منابع آب و خاک، کرمان، ایران.

جلالیان،ا و قربانی،ب. .1384. گزارش بررسی علل تحریب مراتع در استان چهار محال و بختیاری، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1382.

خلیل مقدم،ب.، قربانی،ب و قربانی،ش. .1392. بررسی رابطه بین استفاده از اراضی با بار رسوبی به منظور ارزیابی دقت مدل EUROSEM در بخشی از زیر حوضه آب خیز کارون شمالی ، مجله مدیریت خاک و تولید پایدار، 3 .1: 15-28 .

رفاهی ح. 1389. فرسایش آبی و کنترل آن، چاپ ششم، دانشگاه تهران، ایران.

رنج­آور ا. 1388. ضرورت توجه بیش­تر به تحقیقات فرسایش خاک و مقدمه­ای بر حفاظت خاک در ایستگاه­های سنگانه کلات، ایران، در: koaj.ir/upload_images/images/sangan_0_46612.pdf

زنگی­آبادی،م.، رنج­آور،ا.، رفاهی،ح و بی­همتا،م. 1388. ارزیابی مهم­ترین عوامل مؤثر بر فرایند فرسایش خاک در مراتع نیمه خشک کلات، مجله آب و خاک، دانشگاه فردوسی مشهد،  مشهد، ایران، 24 (4).

قربانی،ب. 1388. شبیه­سازی سازه­های مکانیکی حفاظت آب و خاک در حوزه­های آبخیز با استفاده از مدلEUROSEM مجله علوم خاک و آب، انجمن خاک ایران، 23.1: 79-89.

لال ر. .1383. روش تحقیق در فرسایش خاک، چاپ اول، ترجمه: محمدزاده، ا.، ناشر: جهاد دانشگاهی دانشگاه ارومیه، ایران صص 688.

محمودآبادی،م و خدری،م. 1384.  بررسی شدت و یکنواختی بارندگی برای شبیه­سازی باران و فرسایش، موسسه تحقیقات حفاظت و مدیریت آبخیز، خلاصه مقالات نهمین کنگره خاک ایران، تهران، 587-589.

 

Battany,M.C and Grismer,M.E. 2000. Rainfall runoff and erosion in Napa Valley vineyards: effect off slope, cover and surface roughness. Hydrological Processes 14, 1289-1304.

 

Bennett,H.H. 1935. Capital, Caught by Dust Storm, Turns to West’s Topsoil Problem. Washington Post.

 

Chaplot,V and Le Bissonnais,Y. .2000. Field measurements of interrill erosion under different slopes and plot sizes. Eearth Surface Processes and Landforms. 25: 145-153.

 

Cogo,N.P., Moldenhauer,W.C. and Foster,G.R. 1984. Soil loss reductions from conservation tillage practices. Soil Science. Society. America Journal.48, 368–373.

 

Darboux,F., Reichert,J.M and Huang,C. 2004. Soil roughness effect on runoff and sediment production. ISCO 2004 - 13th International Soil Conservation Organisation Conference – Brisbane, July 2004.

 

Duley,F.L and Hays,O.E. 1932. The effect of the degree of slope on runoff and soil erosion. Journal Of Agriculture.Resarch.45:349-360.

 

Fully,A. 1996. Soil surface roughness and infiltration in the savanna ecosystem and its impact on erosion. Geografisk Tidsskrift, Bind 96. www.tidsskrift.dk.

 

Ghorbani,B. 1997. A mathematical model to predict surface runoff under sprinkler irrigation conditions, Phd. Thesis, Silsoe college, Cranfield University, UK.

 

Govers,G. 1990. Emperical relationships on the transporting capacity of overland flow. International Assocition of Hydrological Science Publication 189: 289-398.

 

Jester,W., Klik,A., Hauer,G., Hebel,B and Truman,C.C. 2001. Rainfall and surface roughness effects on soil loss and surface runoff. ASAE International Symposium, Soil erosion research for the 21^st century.

 

Kang,S., Zhang,L., Song,X., Zhang,S., Liu,X., Liang,Y and Zheng,S. 2001. Runoff and sediment loss responses to rainfall and land use in two agricultural catchments on the Loess Plateau of China. Hydrological Processes 15, 977-988.

 

Quinton,J.N. 1994. The validation of physically–based erosion models particular reference to EUROSEM. In: Rickson R. (Ed.), Conserving Soil Resources: European Perspective, CAB International, Wallingford, pp. 300-313.

 

Thornes,J.B. 1990. The interaction of erosional and vegetational dynamics in land degradation. Pp. 44-53. In: Thornes J. B. (ED.) Vegetation and Erosion.Wiley Chichester.

 

Wermang,J., Norton,L., Da Silva,A. and Huang,C. 2010. Surface Roughness effects on Runoff and Soil Erosion Rates Under Simulated Rainfall. United states department of agriculture research service.

 

 

 

http://idj.iaid.ir/article_55012.html

####################################################################################

 

 

 

 

 

مجله آبیاری و زهکشی ایران مجله­ ای است علمی- پژوهشی، که مورد تایید و مصوب وزارت علوم، تحقیقات و فتاوری می­ باشد. این مجله وابسته به انجمن علمی آبیاری و زهکشی ایران است که هدف از آن انتشار آثار پژوهشی و علمی صاحب­ نظران در زمینه­ های علوم و مهندسی آبیاری و زهکشی و علوم وابسته به آن مانند هوا و اقلیم­ شناختی، آب و خاک، اقتصاد و حقوق آب، تغییرات اقلیمی، کشاورزی و امثال آن می­باشد. ایجاد زمینه ارتقاء سطح دانش و پژوهش، خلاقیت­ های علمی-پژوهشی و ارتباط بین بخش­ های علمی کشور و انتقال و تبادل نتایج و یافته­ های جدید علمی به دیگران نیز از اهداف دیگر این مجله است. این مجله خود را تنها به انتشار آثار پژوهشی محدود ننموده، بلکه پذیرای مقالات علمی-ترویجی و یا مقالات تحلیلی از یافته­ های دیگران و یادداشت­ های علمی و فنی نیز می­باشد. امید است این مجله و انتشار آن گامی در راستای بهره­ برداری پایدار از منابع محدود آب و خاک و کشاورزی کشور باشد.

 

اصول اخلاقی انتشار مقاله

این نشریه  متعهد به رعایت اصول کمیته بین المللی اخلاق در انتشار (cope)است.

نویسنده  و افرادی فعال در نشریه (سردبیر مجله، اعضای هیئت تحریریه، مدیرداخلی ویراستار و ناشر) می بایست قوانین و منشور اخلاقی  نشریه را قبول کرده و  در آن به توافق رسیده باشند .

منشور اخلاقی در COPE ، راهنمای نویسندگان و عوامل فعال در نشریات است (https://publicationethics.org/files/Persian%20%281%29.pdf)

تصمیم‌گیری‌های نشر و چاپ

قوانین حق تکثیر و اقتباس از سایر آثار ادبی می بایست توسط نشریه رعایت شده و حق افراد در هنگام انتشار محفوظ باشد.

  
تصمیم‌گیری منصفانه درباره مقالات

تصمیم گیری درباره مقالات در هر مرحله ای بدون توجه به نژاد، جنسیت ، گرایش جنسی ، باورهای مذهبی ، قومی، شهروندی، و یا فلسفه سیاسی نویسندگان انجام شود
  
محرمانه بودن اطلاعات

اطلاعات شخصی نویسندگان مقالات برای تمامی افرادی که به  آن دسترسی دارند مانند سردبیر، اعضای هیات تحریریه و مدیر داخلی و اجرایی نشریه و سایر عوامل فعال (غیر از نویسنده مربوطه) مانند داوران، مشاوران ، ویراستار و ناشر امانتدار می بایست کاملاً محرمانه بوده و در هر زمانی از آن محافظت شود.

  رعایت منافع اشخاص

امکان استفاده از نتایج تحقیقات سایرین می بایست با ارجاع دهی و اجازه کتبی و صریح از نویسنده  انجام شود  

وظایف داوران

1کمک به تصمیم گیری تحریریه

داوران در بررسی کیفی، محتوایی و علمی مقالات، به سردبیر نشریه یاری رسانده و یا از طریق ارتباط اعضای تحریریه با نویسنده محترم به بهبود و ارتقاء کیفی و محتوایی مقالات کمک کنند

  
2- سرعت عمل

داوران انتخاب شده می بایست بعد از بررسی اولیه، بلافاصله سردبیر نشریه را در جریان نتیجه آن قرار دهند که شامل:

عدم داوری مقاله به دلیل نبودن موضوع مقاله در حوزه کار داور، کمبود وقت یا... است

داوری همراه با تآخیر به دلیل شلوغ بودن وقت، عدم دسترسی به امکانات کافی و... است

  
 3-  محرمانه بودن اطلاعات

کلیه اطلاعات موجود در مقالات می بایست برای داور محرمانه تلقی شده و داور در حفظ آن بکوشد .

  
 4-  داوری با ارائه مستندات و استدلال‌های علمی و شفاف

  داوری مقالات می بایست بر اساس مستندات علمی و استدلال کافی باشد، با وضوح و به روشنی بیان شود و این مدارک به نشریات و نویسندگان ارائه شود و از اعلام نظر سلیقه ای، شخصی ، نژادی و مذهبی و غیره در داوری مقالات خودداری کند.

  
5-  توجه به منابع استفاده شده در مقاله

 توجه به منابع استفاده شده در مقاله از دیگر وظایف داوران است. کلیه تحقیقات، موضوعات و نقل قول هایی که در مقاله استفاده شده است می بایست با ارجاع دهی کامل در کتابنامه همراه باشد

6- عدم داوری مقالات با مقاصد شخصی

داوران مقالاتی که منافع اشخاص، موسسات و شرکت های خاصی به وسیله آن حاصل می شود و یا روابط شخصی در آن مشاهده می شود  را نمی بایست برای داوری قبول کنند

 

وظایف نویسندگان

1- ارائه مقالات علمی و استاندارد

نویسندگان مقالات به صورت علمی و منسجم، مطابق استاندارد نشریات آماده کنند. روش به کار رفته در مقاله با دقت و عینی انجام گرفته و داده ها به صورت صحیح گزارش شود. از طریق ارجاع دهی کامل، حقوق سایر اشخاص در مقاله رعایت شود. از ابراز موضوعات حساس و غیراخلاقی، سلیقه ای و شخصی، نژادی و مذهبی و اطلاعات جعلی و نادرست و ترجمه از آثار دیگران بدون ذکر عنوان در مقاله خودداری شود

  
2- ارائه داده های خام در صورت نیاز

  از نویسنده  خواسته شود در صورت نیاز داده های خام، مصاحبه‌ها و یا پرسشنامه ها و سایر ابزار به کار رفته در تحقیق را ارائه  و معرفی نماید. دسترسی عمومی به این اطلاعات ( سازگار با بیانیه ALPSP –STM) به بهبود کار مقالات کمک می نماید

  
3- اصالت مقاله ارائه شده

مقالات ارائه شده توسط نویسندگان می بایست کار خود نویسنده ارائه کننده مقاله بوده و هر گونه استفاده از تحقیقات سایر افراد با ذکر منبع در مقاله آورده شود

  
4- عدم انتشارهمزمان یک مقاله و یا مقاله پذیرش و چاپ شده

  ارائه همزمان یک مقاله به چند نشریه و یا مقالات منتشر شده و یا پذیرش شده به سایر نشریات خلاف قوانین است

  
5- ذکر ارجاع‌دهی مناسب

ارجاع دهی شامل ذکر کلیه کتاب ها، نشریات و پایگاه های اینترنتی و سایر تحقیقات اشخاص در کتابنامه است

  
ذکر فرد مسئول و همکاران در مقاله و دقت در عدم وجود اسامی غیرمرتبط

فرد مسئول مقاله کسی است که در تهیه، آماده سازی، طراحی و اجرای مقاله سهم عمده را به عهده داشته است و سایر نویسندگان نیز به عنوان همکار در مقاله ذکر می شوند و نویسنده اصلی مقاله می بایست نسبت به وجود نام و اطلاعات تمامی نویسندگان و عدم وجود نامی غیر از نویسندگان مقاله اطمینان حاصل کند همچنین کلیه نویسندگان مقاله را مطالعه و نسبت به ارائه آن به توافق رسیده باشند

  
اطلاع‌رسانی در خصوص وجود خطرات احتمالی برای انسان ها یا سایر موجودات زنده

هر گونه خطراتی که به واسطه تحقیق هر نویسنده، متوجه انسان ها و یا سایر موجود می شود، می بایست به وضوح در مقاله ذکر شده باشد.

ذکر پشتیبان‌های مالی

نویسندگان می بایست کلیه پشتیبان ها مالی مقاله خود را نیز معرفی نمایند  

  
  اعلام وجود خطاهای اساسی در مقالات

نویسنده در هر زمانی که متوجه هر گونه خطا و بی‌دقتی در مقاله خود شود نشریه را در جریان آن قرار داده، نسبت به اصلاح آن اقدام و یا مقاله را بازپس گیرد

 

برخی موارد کلی 

1.‌ مقاله ارسال شده نباید پیش از این، در هیچ‌یک از نشریه‌های داخلی یا خارجی چاپ شده باشد یا همزمان به نشریه دیگری ارسال شود. در صورت پذیرش نهایی، مقاله نباید در جای دیگری چاپ شود.

2.‌ مسئولیت حفظ حقوق دیگر مؤلفان، بر عهده نویسنده رابط است و با او تماس گرفته یا مکاتبه خواهد شد.‌ فصلنامه، مسئولیتی در قبال دعاوی بین نویسندگان و نیز نویسندگان و سایر مراجع ندارد.‌

4.‌ در مقاله‌های برگرفته از پایان‌نامه‌ها یا طرح‌های پژوهشی دانشگاه‌ها و سازمان‌ها، ذکر تاریخ انجام پژوهش، نام استادان راهنما و مشاور، دانشگاه یا سازمان مربوط و منابع مالی و اعتباری طرح پژوهشی ضروری است.‌

5.‌ مسئولیت علمی مقاله بر عهده نویسنده یا نویسندگان آن است و دیدگاه‌های نویسندگان مقالات لزوماً دیدگاه فصلنامه نیست.‌

6. تهیه مقاله باید عاری از هرگونه عمل غیر اخلاقی شامل جعل داده، تحریف واقعیت، سرقت علمی و ... باشد.

7. مسئولیت پرداخت هزینه‌ها بر عهده نویسنده مسئول (نویسنده رابط) است و فصلنامه هیچ‌گونه دخالتی در امور مالی نخواهد داشت.