Effectiveness of Watershed Operations in Controlling Erosion and Sedimentation Using MPSIAC Experimental Model (Case Study: Saqezchi-Chay Watershed, Ardabil Province)

Subject Areas :

Rouhallah  Dabiri ¹ (M.Sc., Department of Range and Watershed Management, Urmia University, Urmia, Iran.)
Hirad  Abghari ² (Department of Rangeland and Watershed Management, Faculty of Natural Resources and Watershed Management, Urmia University, Urmia , Iran)
Ardavan  Ghorbani ³ (Professor, Department of Range and Watershed Management, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.)

Received: 2023-05-26 Accepted : 2023-07-09 Published : 2023-10-23

Keywords: GIS, Sediment production, Erosion, Watershed Management, Soil conservation,

Abstract :

During the recent decades, the loss of water and soil resources in watersheds due to their inappropriate exploitation has become increasingly intense, this issue has reduced the production and useful life of reservoirs and increased the amount of sediment production. Today, with the advancement of technology, examining the impact of projects by measuring the effective parameters and studying how to achieve the goals are part of the basic principles of project evaluation. In this study, according to the implemented mechanical and biological operations, the role of watershed operations in controlling erosion and sedimentation in the Saqezchi-chay watershed of Ardabil province was investigated and compared using the MPSIAC method before and after the operation. In this model, 9 effective factors in erosion have been considered, each of which has a score depending on its intensity and weakness, and finally, taking these scores into account, the sedimentation rate of the area is considered. The results of the research show a relative decrease in erosion and sedimentation in the area of watershed operations and, on the other hand, an increase in erosion and sedimentation in other areas without watershed operations, which indicates the positive effect of watershed operations in increasing vegetation and soil protection. Also, the implemented watershed management measures, in addition to increasing the concentration time in the watershed and groundwater feeding, have played an important role in preventing the reduction of the storage volume of the Saqezachi dam. The results indicate the effectiveness of watershed projects in reducing sedimentation in the study area; In such a way that the amount of erosion in the watershed has changed significantly.

References:

1. 
   
   
   
   1. احمدی، حسن (1386). ژئومرفولوژی کاربردی. چاپ پنجم. تهران: انتشارات دانشگاه تهران.
   
   
   2. اسمعلی، اباذر و دیگران (1386، اسفند ). مدلسازی فرسایش و تولید رسوب و تهیه نقشه خطر فرسایش آبی (مطالعه موردی حوزه‌آبخیز بالخلی چای اردبیل). چهارمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران- مدیریت حوزه‌آبخیز. کرج، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران.
   
   
   3. اسمعلی، اباذر؛ عبدالهی، خدایار (1392). آبخیزداری و حفاظت خاک. اردبیل: انتشارات دانشگاه محقق اردبیلی.
   
   
   4. باقریان کلات، علی؛ لشکری پور، غلامرضا؛ غفوری، محمد (1400). ارزیابی تاثیر اقدامات آبخیزداری بر پوشش گیاهی و میزان فرسایش و رسوب درحوزه آبخیز کاخک. علوم و تکنولوژی محیط زیست. 23 (7)، 63-51.
   
   
   5. جعفری، ابوذر؛ سرائی تبریزی، مهدی؛ بابازاده، حسین (1400). ارزیابی تأثیر عملیات آبخیزداری بر کاهش فرسایش و رسوب (مطالعه موردی: حوزه‌آبخیز علی کندی بوکان). تحقیقات کاربردی خاک. 8 (4)، 68-57.
   
   
   6. حسنلو، م. (1382). مقایسه و واسنجی روش MPSIAC با آمار رسوب در حوزه‌آبخیز تهم زنجان. پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس.
   
   
   7. داوری، مسعود؛ بهرامی، حسینعلی؛ قدوسی، جمال (1383). بررسی و مقایسه نتایج برآورد تولید رسوب با استفاده از دو مدل MPSIAC و EPM (مطالعه موردی حوزه‌آبخیز نوژیان). اولین کنفرانس سراسری آبخیزداری و مدیریت منابع آب و خاک. دانشگاه کرمان.
   
   
   8. رفاهی، حسینقلی (1394). فرسایش آبی و کنترل آن. چاپ هفتم. تهران: انتشارات دانشگاه تهران.
   
   
   9. رمضانی، بهمن؛ ابراهیمی، هدی؛ حق پرست مژدهی، لیلا (1396). نقش پارامترهای محیط طبیعی در میزان فرسایش و تولید رسوب به دو روش MPSIAC و EPM (مطالعه موردی: حوضه آبخیز سد برنجستانک). مهندسی جغرافیایی سرزمین. 1 (2)، 59-49.
   
   
   10. شرکت مهندسی مشاور نتپا. (1386). گزارشات تفضیلی-اجرایی خاکشناسی حوزه‌آبخیز سقزچی‌چای. اردبیل: اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان اردبیل.
   
   
   11. شرکت مهندسی مشاور نتپا. (1387). گزارشات تفضیلی-اجرایی فرسایش و رسوب حوزه‌آبخیز سقزچی‌چای. اردبیل: اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان اردبیل.
   
   
   12. عابدینی، موسی؛ پاسبان، امیر حسام؛ نظافت تکله، بهروز (1401). ارزیابی میزان هدررفت خاک در کاربری‌های اراضی حوزه آبخیز نیرچای با استفاده از مدل RUSLE و تصاویر ماهواره‌ای لندست (سنجنده OLI). جغرافیا و مطالعات محیطی. انتشارآنلاین.
   
   
   13. عابدینی، موسی و دیگران (1401). اولویت‌بندی زیرحوزه‌های آبخیز کوزه‌توپراقی بر اساس فرسایش خاک و تولید رسوب با استفاده از پسیاک اصلاح‌شده (MPSIAC) در محیط GIS. مطالعات جغرافیایی مناطق خشک. 13 (49)، 39-18.
   
   
   14. علی‌پور، حمید و دیگران (1395). برآورد شدت فرسایش و رسوب حوزه آبخیز ایور با استفاده از روش تجربی MPSIAC. جغرافیا و توسعه. 14 (45)، 268-243.
   
   
   15. عرب خدری، محمود و دیگران (1397). تدقیق برآورد فرسایش آبی در ایران. پژوهش‌های آبخیزداری.31 (3)، 27-13.
   
   
   16. غفاری، گلاله و دیگران (1394). ارزیابی اثر طرح آبخیزداری حوضه آبخیز کن بر میزان فرسایش و رسوب. مرتع و آبخیزداری (منابع طبیعی ایران). 68 (3)، 624-607.
   
   
   17. فیض‌نیا، سادات (1374). مقاومت سنگها در مقابل فرسایش در اقالیم مختلف ایران. مجله منابع طبیعی ایران. 1 (1)، 116-95.
   
   
   18. کوهدرزی مقدم، مینا؛ تقی‌پور، سید مهدی؛ عرفانی پورقاسمی، وجیهه (1401). اثربخشی اقدامات آبخیزداری در کاهش فرسایش خاک و تولید رسوب (مطالعه موردی: حوزة آبخیز دهلکوه). مدل سازی و مدیریت آب و خاک. 2 (4)، 17-1.
   
   
   19. معدنچی، پیمان؛ آبکار، علیجان (1399). عملیات آبخیزداری و تأثیر آن بر فرسایش و رسوب حوضه‌های مناطق نیمه خشک. حفظ و بهره وری آب. 1 (1)، 37-31.
   
   
   20. معدنچی، پیمان؛ شاهدی، کاکا؛ سعیدیان، حمزه (1401). بررسی تاثیر عملیات آبخیزداری بر تغییر فرسایش و کلاس رسوبدهی، با استفاده از مدل تجربی MPSIAC در مناطق نیمه خشک. پژوهش‌نامه مدیریت حوزه‌آبخیز. 13 (25)، 49-40.
   
   
   21. معینی، ابوالفضل؛ مفیدی، سپیده؛ محمدیان خراسانی، شیوا (1397، آبان). تأثیر عملیات مکانیکی آبخیزداری بر منابع آب و خاک. هشتمین کنفرانس بین المللی کشاورزی پایدار در غذا، انرژی، محیط‌زیست و صنعت. تهران.
   
   
   22. مؤذنی نقندر، سعیدرضا؛ علیخانی، فائزه؛ حاتمی یزد، ابوذر (1401). بررسی اثر اجرای عملیات آبخیزداری بر رواناب و فرسایش خاک (مطالعه موردی: حوضه نخاب بشرویه). مرتع و آبخیزداری. 75 (2)، 317-299.
   
   
   23. Bai, L. et al (2020). Soil erosion and sediment interception by check dams in a watershed for an extreme rainstorm on the Loess Plateau, China. International Journal of Sediment Research. 35 (4), 408-416.
   
   
   24. Casabella-Gonzalez, M.J.; Borselli, L. & García-Meza, J.V. (2023) Improved MPSIAC model for soil erosion rate assessment in semiarid zones. Journal of Arid Environments, 212, 104946. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2023.104946
   
   
   25. Daneshfaraz, R.; Rahmati, M. & Akbari Moghanjiq, P. (2017). Soil erosion and sediment mapping in Aidoghmoush watershed appling MPSIAC model and GIS and RS technologies. Environmental Resources Research. 5 (1), 35-49.
   
   
   26. De Montis, A. et al (2017). Landscape fragmentation in Mediterranean Europe: A comparative approach. Land Use Policy. 64, 83–94. DOI:1016/j.landusepol.2017.02.028.
   
   
   27. Efthimiou, N. & Lykoudi, E. (2016). Soil erosion estimation using the EPM model. Bulletin of the Geological Society of Greece, 50 (1), 305 -314. DOI:12681/bgsg.11731.
   
   
   28. Feng, X. et al (2010). Modeling soil erosion and response to land use change in hilly catchments of the Chinese loess plateau. Geomorphology. 118 (3-4), 239-248. DOI:1016/j.geomorph.2010.01.004.
   
   
   29. Khalili Vavdare, S.; Shahnazari, A. & Sarraf, A. (2022). Investigating Anzali Wetland Sediment Estimation Using the MPSIAC Model. Frontiers in Earth Science. 10, 1-13.3389/feart.2022.736125
   
   
   30. Onstad, C.A. (1984). Sediment Yield Modelling in Erosion and Sediment Yield : Some Methods of Measurement and Modelling. U.K.: GeoBooks, Norwich.
   
   
   31. (1968). Report of the Water Management Subcommittee on Factors Affecting Sediment Yield in the Pacific Southwest Area and Selection and Evaluation of Measures for Reduction of Erosion and Sediment Yield. PSIAC.
   
   
   32. Saedi, S.E. et al (2005). Evaluation of processbased soil erosion model, GUEST, or one sample of soils of Khajeh (Tabriz) region. Agricultural Sciences. 11 (3), 201-214.
   
   
   33. Spalevic, V. (2011). Impact of Land Use on Runoff andS soil Erosion in Polimlje. Doctoral thesis. Faculty of Agriculture of the University of Belgrade. Serbia.
   
   
   
   Suren, A.M. & McMurtrie, S. (2005). Assessing the effectiveness of enhancement activities in urban streams: II. Responses of invertebrate communities. River research and Applications. 21 (4), 439-453.