تخمین میزان فرسایش و رسوب و هدر روی عناصر غذایی در اثر فرسایش در حوضه گرگانرود با استفاده از مدل swat

امروزه، در بیشتر اراضی سرعت فرسایش خاک بیش از سرعت تشکیل خاک است. در نتیجه باعث تهی شدن منابع خاک و کاهش توانایی حاصلخیزی خاک می شود. در ایران استان گلستان به علت موقعیت جغرافیایی و اقلیمی آن و تخریب بالای منابع آن و همچنین به علت اینکه سطح وسیعی از اراضی از لس تشکیل شده دارای میزان فرسایش خاک بالایی می باشد. یکی از راه های تخمین میزان فرسایش و رسوب و بررسی میزان تلفات مواد غذایی خاک استفاده از مدل است. در این مطالعه سعی شده به صورت کمی میزان رسوب دهی، فرسایش و هدرروی عناصر غذایی در شرق حوضه آبخیز گرگانرود با استفاده از مدل swat 2009 مورد ارزیابی قرار گیرد. مطالعات صحرایی انجام شده شامل جمع آوری نمونه ماهانه آب و رسوب از ایستگاه هیدرومتری تمر و جمع آوری اطلاعات مدیریتی بودند. برای اجرای مدل، داده های روزانه بارندگی 4 ایستگاه هواشناسی شامل ایستگاه های حاجی قوشان، تمر، تنگراه و رباط قره بیل، حداکثر و حداقل دمای هوای روزانه از 4 ایستگاه تبخیر سنجی گلی داغ، تمر، رباط قره بیل، چشمه خان و پارک ملی گلستان طبق فرمت خاص مدل swat تهیه و تنظیم گردید. به منظور ارزیابی مدل swat داده های روزانه دبی جریان و رسوب، ایستگاه هیدرومتری تمر جمع آوری و اقدام به نمونه برداری آب در محل این ایستگاه به صورت دو بار در ماه طی مدت یک سال شد. برای اجرای مدل از نرم افزار arcswat 2009، و به منظور واسنجی و اعتبارسنجی داده های شبیه سازی شده، از برنامه sufi-2 استفاده گردید. مدل swat برای سال های 1999 تا 2006 اجرا و واسنجی گردید. همچنین سال های 2007 تا 2010 برای صحت سنجی مدل استفاده شد. مقادیر ضرایب r2، ns، r-factor و p-factor برای دبی جریان در مرحله واسنجی به ترتیب 77/0 و 76/0 و 06/0 و 69 و برای اعتبارسنجی 75/0 و 72/0 و 05/0 و 58 بدست آمده است. در شبیه سازی رسوب ضرایب در مرحله واسنجی r2، ns، r-factor و p-factor به ترتیب 62/0، 54/0، 15/0 و 16 و برای مرحله اعتبارسنجی به ترتیب 61، 55/0، 35/0 و 12 بدست آمده که در هر دو مرحله واسنجی و اعتبارسنجی ضرایب قابل قبول می باشند. یکی از اثرات بسیار مضر فرایندهای فرسایشی از دست رفتن مواد غذایی خاک به وسیله رواناب و رسوب ناشی از فرسایش می باشد که توسط مدل swat قابل ارزیابی است. در ین مطالعه عناصر نیتروژن و فسفر مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان دهنده ضرایب r2، ns، r-factor و p-factor به ترتیب 61/0، 52/0، 7/0 و 63 برای نیتروژن و به 72/0، 66/0، 5/0 و 57 برای فسفر است که قابل قبول می باشند. مدل وضعیت فرسایش حوضه را با مقدار رسوب ویژه 49/6 تن در هکتار و فرسایش 28/10 تن در هکتار ارزیابی کرده و نشان داد که مناطق با کاربری زراعی بر روی اراضی شیب دار دارای وضعیت بحرانی از نظر فرسایش و رسوب هستند. میزان هدرروی فرم های مختلف نیتروژن و فسفر در اثر فرسایش در حوضه برای نیتروژن آلی (99/6 کیلوگرم در هکتار)، نیترات (35/0 کیلوگرم در هکتار)، فسفر آلی (3/1 کیلوگرم در هکتار)، فسفر محلول (015/0 کیلوگرم در هکتار) و فسفر معدنی (45/0 کیلوگرم در هکتار) بوده است. مدل swat قابلیت ایجاد سناریوهای مختلف جهت بررسی مدیریت های گوناگون را دارد، نتایج نشان داد که کاهش 50 درصدی میزان کوددهی به طور میانگین باعث کاهش 5/3 درصد نیتروژن آلی، 3/5 درصد فسفر آلی، 32 درصد نیترات، 64 درصد فسفر محلول و 17 درصد فسفر معدنی شده است. افزایش 100 درصدی میزان کوددهی باعث افزایش 5/5 درصد نیتروژن آلی، 1/6 درصد فسفر آلی، 100 درصد نیترات، 434 درصد فسفر محلول و 43 درصد فسفر معدنی شده است.