تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,103,533 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,209,746 |
اثر مدیریتهای زراعی و حفاظتی بر جریانهای سطحی و بار رسوب در حوضه آبریز دشت بزرگ با استفاده از مدل ArcSWAT | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
دوره 53، شماره 12، اسفند 1401، صفحه 2809-2824 اصل مقاله (1.57 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2023.352402.669409 | ||
نویسندگان | ||
لیدا واصل1؛ احمد فرخیان فیروزی* 2؛ عطااله خادم الرسول3 | ||
1علوم و مهندسی خاک،دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران | ||
2دانشیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران | ||
3استادیار گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران | ||
چکیده | ||
اولویتبندی مناطق بحرانی و استفاده از بهترین شیوههای مدیریتی از جمله مدیریت کشاورزی و حفاظتی، روشهای موثری برای کاهش فرسایش در حوضههای آبریز هستند. این روشها مزیتی برای مدیران و سرمایه گذاران برای جلوگیری از زیانهای اقتصادی و مدیریت ریسک محسوب میشوند. در پژوهش حاضر، از مدل ArcSWAT برای ارزیابی تأثیر مدیریت کشاورزی و حفاظتی بر رواناب سطحی و بار رسوب در حوضه آبریز دشت بزرگ در استان خوزستان استفاده شد. گردآوری دادهها در سال 2021 انجام شد. واسنجی و اعتبارسنجی جریان سطحی به ترتیب برای دورههای آماری 2004 تا 2015 و 2016 تا 2021 انجام شد. همچنین بار رسوب برای دورههای آماری 2004 تا 2013 واسنجی و برای سالهای 2014 تا 2019 اعتبارسنجی گردید. سناریوهای تناوب، مدیریت بقایا و خاکورزی به عنوان سناریوهای مدیریت زراعی و سناریوهای تراسبندی، کنتوربندی، نوارهای بافر گیاهی، کشت نواری و آبراهه چمنی به عنوان سناریوهای مدیریت حفاظت اعمال شدند. نتایج ضرایب نش- ساتکلیف و تعیین برای واسنجی جریان سطحی ماهانه 7/0 و 72/0 و برای اعتبارسنجی 74/0 و 75/0 بدست آمد. این ضرایب برای هر دو مرحله واسنجی و اعتبارسنجی بار رسوب رضایتبخش نبود. اما مدل کارایی مناسبی در اولویتبندی مناطق بحرانی و شبیهسازی سناریوهای مدیریتی نشان داد. تفاوت در عرض آبراهه چمنی اثر معنیداری بر کاهش بار رسوب نداشت. سناریوهای تراسبندی و بافر گیاهی میزان رسوب را در سطح حوضه به ترتیب 76 و 5/62 درصد کاهش دادند و موثرترین سناریو شناخته شدند. بطور کلی نتایج نشان داد که اعمال سناریوهای حفاظتی میتواند میزان بار رسوب را تا حد قابل توجهی کاهش دهد. | ||
کلیدواژهها | ||
تراسبندی؛ رسوب؛ کنتوربندی؛ مدیریت حفاظتی؛ مدیریت زراعی | ||
مراجع | ||
Abbaspour, K.C., Yang, J., Maximov, I., Siber, R., Bogner, K., Mieleitner, J., Zobrist, J., & Srinivasan, R. (2007). Modeling hydrology and water quality in the pre-alpine/alpine Thur watershed using SWAT, Journal of Hydrology, 333, 413– 430. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2006.09.014 Ang, R., & Oeurng, C. (2018). Simulating streamflow in an ungauged catchment of Tonlesap Lake Basin in Cambodia using Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model. Water Science, 32(1), 89-101. https://doi.org/10.1016/j.wsj.2017.12.002 Ayele, G.T., Kuriqi, A., Jemberrie, M.A., Saia, S.M., Seka, A.M., Teshale, E.Z., Daba, M.H., Ahmad Bhat, S., Demissie, S.S., Jeong, J., & Melesse, A.M. (2021). Sediment Yield and Reservoir Sedimentation in Highly Dynamic Watersheds: The Case of Koga Reservoir, Ethiopia. Water, 13(23), 3374. https://doi.org/10.3390/w13233374 Biggelaar, C. D., Lal, R., Wiebe, K., Eswaran, H., Breneman, V., & Reich, P. (2003).The Global Impact of Soil Erosion on Productivity: II: Effects on Crop Yields and Production Over Time. Advances in Agronomy, 81, 49–95. https://doi.org/10.1016/S0065-2113(03)81002-7 Bosch, D. D., Arnold, J. G., Volk, M., & Allen, P. M. (2010). Simulation of a Low-Gradient Coastal Plain Watershed Using the SWAT Landscape Model. Transactions of the American Society of Agricultural and Biological Engineers, 53(5), 1445-1456. (doi: 10.13031/2013.34899) Du, X., Jian, J., Du, C., & Stewart, R. D. (2022). Conservation management decreases surface runoff and soil erosion. International Soil and Water Conservation Research, 10(2), 188–196. https://doi.org/10.1016/J.ISWCR.2021.08.001 Dutta, S., & Sen, D. (2018). Application of SWAT model for predicting soil erosion and sediment yield. Sustain. Water Resources Management. 4, 447–468. https://doi.org/10.1007/s40899-017-0127-2 Engebretsen, A., Vogt, R. D., & Bechmann, M. (2019). SWAT model uncertainties and cumulative probability for decreased phosphorus loading by agricultural Best Management Practices. CATENA, 175. 154–166. https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.12.004 Fiener, P., & Auerswald, K. (2006). Seasonal variation of grassed waterway effectiveness in reducing runoff and sediment delivery from agricultural watershed in temperate Europe. Soil and Tillage Research, 87(1), 48-58. Doi: 10.1016/j.still.2005.02.035 Gathagu, J.N., Sang, J. K., & Maina, C.W. (2018). Modelling the impacts of structural conservation measures on sediment and water yield in Thika-Chania catchment, Kenya. International Soil and Water Conservation Research, 6(2), 165-174. https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2017.12.007 Himanshu, S.K., Pandey, A., Yada, B., & Gupta, A. (2019). Evaluation of best management practices for sediment and nutrient loss control using SWAT model. Soil & Tillage Research, 192, 42-58. https://doi.org/10.1016/j.still.2019.04.016 Issaka, S., & Ashraf, M. A. (2017). Impact of soil erosion and degradation on water quality: a review. Geology, Ecology, and Landscapes, 1(1), 1-11. https://doi.org/10.1080/24749508.2017.1301053 Karakoyun, E., & Kaya, N. (2022). Hydrological simulation and prediction of soil erosion using the SWAT model in a mountainous watershed: a case study of Murat River Basin, Turkey. Journal of Hydroinformatics, 24 (6), 1175. doi: 10.2166/hydro.2022.056 Kumar, S., Singh, A. & Shrestha, D.P. (2016). Modelling spatially distributed surface runoff generation using SWAT-VSA: a case study in a watershed of the north-west Himalayan landscape. Model. Earth Systems and Environment. 2, 1–11. https://doi.org/10.1007/s40808-016-0249-9 Leh, M. D. K., Sharpley, A. N., Singh, G., & Matlock, M.D. (2018). Assessing the impact of the MRBI program in a data limited Arkansas watershed using the SWAT model. Agricultural Water Management, 202, 202-219. Liu, M., Han, G., & Li, X. (2021). Contributions of soil erosion and decomposition to SOC loss during a short-term paddy land abandonment in Northeast Thailand. Agriculture, Ecosystems & Environment, 321, 107629. https://doi.org/10.1016/J.AGEE.2021.107629 Liu, Y., Xu, Y., Zhao, Y., & Long, Y. (2022). Using SWAT Model to Assess the Impacts of Land Use and Climate Changes on Flood in the Upper Weihe River, China. Water, 14(13), 2098. https://doi.org/10.3390/w14132098 López-Ballesteros, A., Senent-Aparicio, J., Srinivasan, R., & Pérez-Sánchez, J. (2019). Assessing the Impact of Best Management Practices in a Highly Anthropogenic and Ungauged Watershed Using the SWAT Model: A Case Study in the El Beal Watershed (Southeast Spain). Agronomy, 9(10), 576. Mahmoudi, Y., Delavar, M., Imani, S., & Mohammadi, A. (2019). Optimization of Type and Location of the Management Practises to Contorol Nutrient Loads into the Water Bodies, Case Study: Lake Zrebar Basin. Iranian Journal of Soil and Water Research, 50(4), 977-990. doi: 10.22059/ijswr.2018.264038.667993. (In Persian) Mbonimpa, E. G., Yuan, Y., Mehaffey, M. H., & Jackson, M. A. (2012). SWAT Model Application to Assess the Impact of Intensive Corn-farming on Runoff, Sediments and Phosphorous loss from an Agricultural Watershed in Wisconsin. Journal of Water Resource and Protection, 4(7), 423-431. DOI: 10.4236/jwarp.2012.47049. Mueller, N. D., Gerber, J. S., Johnston, M., Ray, D. K., Ramankutty, N., & Foley, J. A. (2012). Closing yield gaps through nutrient and water management. Nature, 494(7419), 254–257. https://doi.org/10.1038/nature11420 Nearing, M. A., Xie, Y., Liu, B., & Ye, Y. (2017). Natural and anthropogenic rates of soil erosion. International Soil and Water Conservation Research, 5(2), 77–84. https://doi.org/10.1016/J.ISWCR.2017.04.001 Nepal, D., & Parajuli, P.B. (2022). Assessment of Best Management Practices on Hydrology and Sediment Yield at Watershed Scale in Mississippi Using SWAT. Agriculture, 12, 518. https://doi.org/10.3390/agriculture12040518 Nyawade, S.O., Karanja, N.N., Gachene, C.K.K., Schulte-Geldermann, E., & Parker, M.L. (2018). Effect of potato hilling on soil temperature, soil moisture distribution and sediment yield on a sloping terrain. Soil & Tillage Research, 184, 24-36. https://doi.org/10.1016/j.still.2018.06.008 Pavei, D. S., Panachuki, E., Salton, J. C., Sone, J. S., Alves Sobrinho, T., Valim, W. C., & Oliveira, P. T. S. (2021). Soil physical properties and interrill erosion in agricultural production systems after 20 years of cultivation. Revista Brasileira de Ciencia do Solo, 45, e0210039. https://doi.org/10.36783/18069657rbcs20210039 Peri, P. L., Lasagno, R. G., Chartier, M. P., Roig Junent, F. A., Rosas, Y. M., & Martínez Pastur, G. J. (2022). Soil Erosion Rates and Nutrient Loss in Rangelands of Southern Patagonia. In The Encyclopedia of Conservation. edited by DellaSala, D. A., Goldstein, M. I. Elsevier. 9, 102-110. Prosdocimi, M., Tarolli, P., & Cerdà, A. (2016). Mulching practices for reducing soil water erosion: A review. Earth-Science Reviews, 161, 191–203. Rafiei Emam, A., Kappas, M., Linh, N.H.K., & Renchin, T. (2017). Hydrological Modeling and Runoff Mitigation in an Ungauged Basin of Central Vietnam Using SWAT Model. Hydrology, 4(1), 16. https://doi.org/10.3390/hydrology4010016 Rezazadeh, M. S., Bakhriari, B., Abbaspour, K., & Ahmadi M. M. (2018). Simulation of Runoff, sediment and evapotranspiration through management scenarios to reduce sediment load using SWAT model. Iran-Watershed Management Science & Engineering; 12(40), 41-50. http://jwmsei.ir/article-1-492-fa.html. (In Persian) Rouhani, H., Willems, P., & Feyen, J. (2009). Effect of watershed delineation and areal rainfall distribution on runoff prediction using the SWAT model. Hydrology Research, 40(6), 505–519. https://doi.org/10.2166/nh.2009.042 Risal, A., & Parajuli, P.B. (2022). Evaluation of the Impact of Best Management Practices on Streamflow, Sediment and Nutrient Yield at Field and Watershed Scales. Water Resources Management, 36, 1093–1105. Rostamian, R., Jaleh, A., Afyuni, M., Mousavi, F., Heidarpour, M., Jalalian, A., & Abbaspour, K. C. (2008). Application of a SWAT model for estimating runoff and sediment in two mountainous basins in central Iran, Hydrological Sciences Journal, 53(5), 977-988. https://doi.org/10.1623/hysj.53.5.977 Sun, X., Bernard-Jannin, L., Garneau, C., Volk, M., Arnold, J. G., Srinivasan, R., Sauvage, S., & Sánchez-Pérez, J. M. (2016). Improved simulation of river water and groundwater exchange in an alluvial plain using the SWAT model. Hydrological Processes, 30, 187-202. https://doi.org/10.1002/hyp.10575 Ullrich, A., & Volk, M. (2009). Application of the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) to predict the impact of alternative management practices on water quality and quantity. Agricultural Water Management, 96(8), 1207-1217. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2009.03.010 Uniyal, B., Jha, M.K., Verma, A.K., & Anebagilu, P.K. (2020). Identification of critical areas and evaluation of best management practices using SWAT for sustainable watershed management. Science of The Total Environment, 744, 140737. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140737 Verheijen, F. G. A., Jones, R. J. A., Rickson, R. J., & Smith, C. J. (2009). Tolerable versus actual soil erosion rates in Europe. Earth-Science Reviews, 94(1-4), 23–38. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2009.02.003 Wei, S., Zhang, X., McLaughlin, N. B., Chen, X., Jia, S., & Liang, A. (2017). Impact of soil water erosion processes on catchment export of soil aggregates and associated SOC. Geoderma, 294, 63–69. Woznicki, S. A., Nejadhashemi, A. P., & Smith, C. M. (2011). Assessing Best Management Practice Implementation Strategies under Climate Change Scenarios. Transactions of the American Society of Agricultural and Biological Engineers, 54(1), 171-190. (doi: 10.13031/2013.36272) Yang, Q., Meng, F. R., Zhao, Z., Chow, T.L., Benoy, G., Rees, H.W., & Bourque, C.P. A. (2009). Assessing the impacts of flow diversion terraces on stream water and sediment yields at a watershed level using SWAT model. Agriculture, Ecosystems & Environment, 132(1/2), 23-31. Yuan, L., & Forshay, KJ. (2020). Using SWAT to Evaluate Streamflow and Lake Sediment Loading in the Xinjiang River Basin with Limited Data. Water, 12(1), 39. https://doi.org/10.3390/w12010039. Zhang, H., Wang, B., Liu, D.L., Zhang, M., Leslie, L.M., & Yu, Q. (2020). Using an improved SWAT model to simulate hydrological responses to land use change: A case study of a catchment in tropical Australia. Journal of Hydrology, 585, 124822. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.124822. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 267 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 287 |