ارزیابی مقایسه‌ای مدل‌سازی شدت فرسایش بادی با استفاده از دو مدل WEHI و IRIFR به منظور ارائه برنامه‌ مدیریت دشت سگزی اصفهان

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آبخیزداری و مدیریت مناطق بیابانی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 عضو هیات علمی گروه آبخیزداری و مدیریت مناطق بیابانی/ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

سابقه و هدف
فرسایش بادی یکی از پدیده‌هایی است که باعث تخریب اراضی در مناطق خشک و نیمه خشک شده و چالشی جدی در برابر تولید پایدار و مدیریت اراضی کشاورزی محسوب می‌شود. لذا با توجه به اهمیت موضوع، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی شدت فرسایش بادی دشت سگزی اصفهان با استفاده از دو مدلWEHI و IRIFRو مقایسه نتایج با واقعیت زمینی جهت انتخاب مدل برتر، به همراه ارائه و پیشنهاد برنامه‌های مدیریتی کاهش اثرات خطر فرسایش بادی براساس مدل برتر انجام می‌گیرد. نقشه‌های شدت خطر فرسایش بادی به دست آمده در این پژوهش می‌تواند ابزاری کارآمد و مناسب در مدیریت و کاهش اثرات فرسایش بادی و تخریب سرزمین باشد.
مواد و روش
جهت ارزیابی میزان فرسایش بادی از روش IRIFR ارائه شده توسط متخصصین داخلی استفاده گردید. در این روش 9 عامل مهم و مؤثردر فرسایش بادی به همراه جدول امتیازدهی ارائه و مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد. شاخص خطر فرسایش بادی( WEHI) در استرالیا برای پیش بینی حساسیت اراضی در سال 2014 ارائه شده است. WEHI یک چهارچوب مدل سازی فرسایش پذیری زمین است که با بهره گیری از یک قاعده کلی، مجموعه ای از آستانه های سطحی و اقلیمی را در نظر گرفته و از طریق سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) برای پیش بینی حساسیت چشم انداز به فرسایش بادی اقدام می کند. شاخص‌های انتخاب شده جهت برآورد فرسایش بادی در مدل WEHI شامل درصد رطوبت خاک، سرعت باد و درصد پوشش سطح زمین می‌باشند. با ضرب سرعت باد در درصد خاک لخت و تقسیم بر درصد رطوبت خاک مقدار فرسایش بادی در 4 کلاس کم، متوسط، شدید و خیلی شدید بدست می‌آید. پس از مقایسه نتایج مدلها با واقعیت زمینی مدلی که بیشترین همبستگی را با واقعیت زمینی داشته به عنوان مدل برتر انتخاب و بر‌اساس آن برنامه‌های مدیریتی در منطقه ارائه می‌شود.
یافته‌ها
نتایج حاصل از مدل IRIFR نشان داد که عامل سرعت و وضعیت باد با امتیاز 276 و همچنین عامل خاک و پوشش سطح آن با امتیاز 212 مهمترین عوامل موثر در فرسایش بادی و پتانسیل تولید رسوب در منطقه مورد مطالعه می‌باشند. نتایج حاصل از مدل WEHI نیز نشان دهنده شدت فرسایش بادی در واحدهای کاری اراضی دست کاشت همراه با رخساره‌های فرسایش بادی، پهنه‌های ماسه‌ای و منطقه حمل می‌باشد. با توجه به همبستگی بیشتر نقشه بدست آمده از مدل WEHI با واقعیت زمینی‌، برنامه‌های مدیریتی پیشنهادی بر‌اساس نقشه فرسایش بادی حاصل از آن در قالب سه گروه و هفت استراتژی اجرایی در منطقه مورد مطالعه ارائه گردید.
نتیجه‌گیری
با توجه به تجزیه و تحلیل انجام شده و مقایسه دو مدل اریفر و WEHI نشان داده شد که مدل اریفر برای شرایط اقلیمی خشک در ایران مناسب است و از کارایی خوبی نیز برخوردار می‌باشد، اما باید مورد اصلاح بیشتر قرار بگیرد. استفاده از مدل‌های ساده‌تر، به روز‌تر و با قابلیت‌های بیشتر که توانایی ارزیابی فرسایش بادی در مقیاسهای مختلف و در بازه زمانی ماهانه تا سالانه همچون مدل WEHI نیاز مبرم تحقیقات آینده در کشور می‌باشد

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Comparative Evaluation of Wind Erosion Intensity Modeling using WEHI and IRIFR Models for Presentation of Segazi Plain Management in Isfahan

نویسندگان [English]

  • Abdolhossein Boali 1
  • Ali Mohammadian Behbahani 2
1 gorgan university of agricultural sciences and natural resources
2 Gorgan University of Agricultural Sciences & Natural Resources
چکیده [English]

Background and Objectives: Wind erosion is one of the phenomena which causes land degradation in arid and semiarid regions and is a serious challenge for sustainable production and farmland management .So given the importance of the subject, the purpose of this study was to evaluate the wind erosion intensity in Segzi plain of Isfahan using two models of WEHI and IRIFR and to compare the results with ground reality to select the best model, together with providing and proposing management plans to mitigate the effects of wind erosion risk based on the superior model. The wind erosion hazard severity maps generated in this study can be an effective tool for managing and mitigating the effects of wind erosion and land degradation.
Materials and Methods:IRIFR method was used to evaluate wind erosion. In this method, 9 important and effective factors in wind erosion along with scoring table are provided and analyzed.The Australian Wind Erosion Hazard Index (WEHI) has been provided to predict land sensitivity in 2014. WEHI is a land erodibility modeling framework that utilizes a general rule of thumb to a set of surface and climatic thresholds and act through Geographic Information System (GIS) to predict landscape erosion sensitivity. Selected indices in order to estimate wind erosion in the WEHI model includeing soil moisture, wind speed and ground cover percentage. By multiplying the wind speed in the percentage of bare soil and dividing by the percentage of soil moisture, the amount of wind erosion is obtained in four classes of low, medium, severe and very severe. After comparing the results of the models with terrestrial reality, the model which possesses the highest correlation with terrestrial reality is selected as the top model and based on this, management plans are provided in the region.
Results: The results of IRIFR model showed that wind speed and condition factor with score of 276 as well as soil and its surface cover with score of 212 are the most important factors in wind erosion and sediment production potential in the study area. The results of the WEHI model also show the intensity of wind erosion in the Lands planted by hand work units with wind erosion facies, sandy zones and transport area. Due to the higher correlation of the WEHI model with ground reality, proposed management plans based on the resulting wind erosion map were presented in three groups and seven implementing strategies in the study area.
Conclusion: Comparison of the two models of ERIFF and WEHI showed that the ERIFF model is suitable for dry climatic conditions in Iran and performs well, but needs to be further refined. This study has shown that the use of simpler, more up-to-date and with more capabilities models that capable of assessing wind erosion at different scales on a monthly to annual basis such as the WEHI model is an urgent need for future research in the country.

کلیدواژه‌ها [English]

  • wind Erosion
  • IRIFR
  • WEHI
  • management plans

مراجع

1.Ahmadi, H. 1995. Applied Geomorphology, Volume 2, Tehran University Press.(In Persian).
2.Amiraslani, F., and Dragovich, D.2011. Combating desertification inIran over the last 50 years: An overview of changing approaches. J. Environ. Manage. 92: 55. 1-13.
3.Davari, S., Rashaki, A., Akbari, M., and Talibanfard, A. 2017. Assessment of Severity and Risk of Desertification and Presentation of Management Plans in the Study Area: Qasem Abad Plain, Razavi Khorasan Province, Iran. J. Des. Manage. 9: 7. 106-91. (In Persian)
4.Ekhtsasi, M.R. 2010. Suitable plants to Sand Dune and sandy fixation Areas in Iran. Second edition, Yazd University Press. 230p. (In Persian)
5.Ekhtesasi, M.R., and Sepehr, A. 2009. Investigation of wind erosion processfor estimation, prevention and control of DSS in Yazd-Ardakan plain. Environmental Monitoring and Assessment. 159: 267. 67-80. (In Persian)
6.Ekhtsasi, M.R., Ahmadi, H., Feiznia,S., and Bush, D. 2004. Wind erosion,its facies and its damages in Yazd-Ardakan plain. Iran. J. Natur. Resour.57: 4. 567-581. (In Persian)
7.Fozooni, L. 2007. Assessment the current status of desertification using MEDALUS model in the Sistan Plain with emphasis on criteria water and wind erosion. Master Thesis, Faculty of Natural Resources, University of Zabol. 130p.(In Persian)
8.Gizachew, D., Solomon, T., and Rehan, S. 2015. Prediction of Soil Corrosivity Index: A Bayesian Belief Network Approach. International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering, Canada. 211p.
9.Jafari, R., and Bakhshandehmehr, L. 2013. Quantitative mapping and assessment of environmentally sensitive area to Desertification in central IRAN. Land degradation & development. Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com) DOI: 10.1002/ ldr.2227.27:2.108-119.
10.Khanmani, AS., Karimzadh, H., and Jafari, R. 2011. The use of soil criteria for assessment desertification (Case Study: Isfahan Segsi Plain). J. Sci. Technol. Agric. Natur. Resour. Soil and Water Sciences. 17: 63. 49-59. (In Persian)
11.Masbahzadh, T., Ahmadi, H., Zhtabyan, Gh., and Sarmadian, F. 2010. Assessment of the Wind erosion utilizes a model IRIFR .E.A (Case study: Abuzeyd abad Kashan). J. Natur. Resour. Iran. J. Range Water. Manage. 3: 63. 399-415. (In Persian)
12.Rege, M.R., Naderat, M.A., Mohammadi, M., and Dehghan Bakhshan, M. 2018. .Assessment of Areas Sensitivity to Desertification Using ESAs Model (Case Study:Mac Sokhte & Rothak Saravan).
oil and Water Conservation Research.4: 24. 287-293. (In Persian)
13.Nourzadeh, M., and Bahrami. H. 2016. Investigating the Relationship between Micronutrient Concentration with Surface Moisture and Soil Particle Size Distribution Using Removable Wind Erosion Simulator in the Western Regions of Khuzestan Province. J. Des. Geograph. 1: 3. 167-183. (In Persian)
14.Yaghmaei, N., Asadi, H., and Rezaei, S. 2018. Zoning and Risk Assessment of Land Destruction Using Medallus Model in Ardabil Province's. Soiland Water Conservation Research.24: 1. 173-187.
15.Pahlevanrou, A. 2012. Evaluation of erosion and aeolian sediments using IRIFR model in the Zahak area of Sistan plain. J. Geograph. Dev. 3: 27. 127-140. (In Persian)
16.Refahi, H.GH. 1999. Wind Erosionand Conservation, Tehran University Publications. Pp: 2-9. (In Persian)
17.Shakarian, N., and Gholamreza, Z. 2010. Estimation of wind erosion intensity and sedimentation rate in Jarghuyeh area of Isfahan using IRIFR model. Second National Conference on Wind Erosion and Storm Storm, Yazd University.(In Persian)
18.Sadeghi, M.H. 2013. Application of the digital classification model to map the potential of wind erosion risk,Case Study: Khazrabad Yazd Region. Soil and Water Sciences Research.27: 4. 603-593. (In Persian)
19.UNEP’s Strategy on Land Use Management and Soil Conservation. 2004. was prepared UNEP’s Strategy by the UNEP Division of Policy Development and Law.
20.Zhang, K., Qu, J., Han, Q., and An, Z. 2012. Wind energy environments and aeolian sand characteristics along the Qinghai–Tibet Railway, China, J. Sed. Geol. 273-274: 91-96.
21.Zho, X., LIN, H.S., and White, E.A. 2008. Surface soil hydraulic properties in four soil series under different land use and their temporal change. Catena. 73: 42. 180-188.
22.Yang, X., and Leys, J. 2014. Mapping wind erosion hazard in Australiausing MODIS-derived ground cover, soil moisture and climate data.IOP Conference Series Earth and Environmental Science. 17: 1. 124-133.
مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک
دوره 27، شماره 4
مهر و آبان 1399
صفحه 129-147

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار