نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

برآورد و پهنه‌بندی مکانی فرسایش و رسوب‌گذاری خاک در حوضه آبریز شلمان‌رود با استفاده از مدل‌های RUSLE و WATEM/SEDEM و سامانه گوگل ارث انجین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه علوم مهندسی آب، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران
2 گروه مهندسی آب، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان
3 استادیار گروه عمران، واحد رودبار، دانشگاه آزاد اسلامی، گیلان، ایران
4 گروه کشاورزی، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران.
10.22034/idj.2026.568951.2655
چکیده
در این پژوهش، با هدف برآورد توزیع مکانی فرسایش سطحی و رسوب در حوضه آبریز شلمان‌رود در شرق استان گیلان، از ترکیب مدل تجربی RUSLE، مدل نیمه‌توزیعی WATEM/SEDEM و قابلیت‌های پردازشی سامانه Google Earth Engine (GEE) استفاده شد. برای محاسبه عامل فرسایندگی بارش (R)، داده‌های بارش ماهانه ایستگاه‌های مجاور حوضه در دوره ۲۰ ساله و شاخص فورنیه اصلاح‌شده به‌کار گرفته شد؛ عامل فرسایش‌پذیری خاک (K) بر اساس بافت و ماده آلی خاک و معادله تجربی Wischmeier برآورد گردید و عامل طول و شیب دامنه (LS) با استفاده از مدل ارتفاعی رقومی با تفکیک ۳۰ متر و الگوریتم Desmet & Govers محاسبه شد. عامل پوشش و مدیریت کاربری زمین (C) از شاخص NDVI استخراج‌شده از تصاویر Landsat 8 در محیط GEE و با در نظر گرفتن نبود اقدامات حفاظتی مؤثر، مقدار عامل مدیریتی (P) برای کل حوضه برابر ۱ فرض شد. با هم‌پوشانی این عوامل در چارچوب RUSLE، نقشه سالانه فرسایش سطحی تولید و به‌عنوان ورودی مدل WATEM/SEDEM برای شبیه‌سازی زنجیره تولید، انتقال و رسوب‌گذاری رسوب در سطح حوضه استفاده گردید. نتایج RUSLE نشان داد که مقدار فرسایش سالانه در حوضه شلمان‌رود از مقادیر بسیار نزدیک به صفر تا حدود ۴۴/۱۵ تن در هکتار در سال متغیر است و در عین حال، حدود ۷۲ درصد مساحت حوضه در کلاس «خیلی کم» (۰–۵ تن در هکتار در سال) و کمتر از یک درصد در کلاس «خیلی زیاد» قرار دارد. مدل WATEM/SEDEM نشان داد که کل تولید سالانه رسوب در حوضه برابر با ۷۳٬۸۲۹ تن در سال (معادل حدود ۱/۴۶ تن در هکتار در سال) و حجم رسوب‌گذاری داخلی حدود ۶۰۳٬۸۴۰ تن در سال است؛ بنابراین، شلمان‌رود در بازه شبیه‌سازی‌شده بیش از آن‌که یک حوضه صادرکننده رسوب باشد، به‌مثابه یک حوضه گیرنده و ذخیره‌کننده رسوب عمل می‌کند و بخش قابل‌توجهی از مواد رسوبی در داخل حوضه انباشته می‌شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Spatial Modeling of Soil Erosion and Sediment Deposition in the Shalmanrud Watershed Using RUSLE and WaTEM/SEDEM

نویسندگان English

E Mirabdolahi 1
E Amiri 2
A Hooshmand Aini 3
M. Ashouri 4
1 PhD student, Department of Water Engineering, La, C., Islamic Azad University, Lahijan, Iran.
2 Department of Water Engineering, Lahijan branch, Islamic Azad University, Lahijan, Iran.
3 خیابان شیDepartment of Civil Engineering, R, C., Islamic Azad University, Roudbar, Iranشه گران کوچه حقگو پلاک 71
4 Department of Agriculture, La, C. Islamic Azad University, Lahijan, Iran
چکیده English

This study aims to assess the spatial patterns of soil erosion and sediment dynamics in the Shalmanrud watershed, eastern Gilan Province, Iran, using an integrated modeling framework combining the RUSLE and WaTEM/SEDEM models within the Google Earth Engine (GEE) platform. Rainfall erosivity (R) was estimated from 20 years of monthly precipitation records using the Modified Fournier Index, while soil erodibility (K) was derived from soil texture and organic matter content based on the Wischmeier equation. The topographic factor (LS) was calculated from a 30-m resolution digital elevation model using the Desmet and Govers algorithm, and the cover-management factor (C) was obtained from NDVI values derived from Landsat 8 imagery. Owing to the absence of effective soil conservation measures, the support practice factor (P) was assumed to be unity across the watershed. The spatially distributed RUSLE outputs were subsequently used as inputs to the WaTEM/SEDEM model to simulate sediment production, transport, and deposition processes. Results indicate that annual soil erosion rates range from near zero to approximately 44.15 t ha⁻¹ yr⁻¹, with nearly 72% of the watershed classified as very low erosion (<5 t ha⁻¹ yr⁻¹). WaTEM/SEDEM simulations estimate total annual sediment production at about 73,829 t yr⁻¹ (≈1.46 t ha⁻¹ yr⁻¹), whereas internal sediment deposition reaches approximately 603,840 t yr⁻¹. These findings suggest that the Shalmanrud watershed predominantly functions as a sediment sink rather than a sediment-exporting system.

کلیدواژه‌ها English

Soil erosion
sedimentation
model
Google Earth Engine (GEE)
spatial zoning

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 06 خرداد 1405