ارزیابی مدل اف‌اس‌ام از راه رسو ب‌سنجی آبگیر بندهای کوچک در استان فارس

قهاری, غلامرضا; نبی پی لشکریان, سعید; مصباح, سید حمید

doi:10.22092/wmej.2018.116766.1061

ارزیابی مدل اف‌اس‌ام از راه رسو ب‌سنجی آبگیر بندهای کوچک در استان فارس

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

¹ استادیار پژوهشی بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران

² کارشناس ارشد، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

³ مربی پژوهشی بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران

10.22092/wmej.2018.116766.1061

چکیده

کمبود آمار و نیاز کارشناسان به اطلاع از میزان فرسایش و رسوب ‌دهی حوزه‌های آبخیز در مناطق مختلف کشور، استفاده از مدل‌های تجربی را اجتناب‌ناپذیر ساخته است. یکی از این مدل‌ها اف‌اس‌ام است. هدف از اجرای این تحقیق بررسی کارآیی این مدل در استان فارس است. پنج حوزه‌ی آبخیز کوچک در استان فارس انتخاب شد. در خروجی این حوزه‌های آبخیز، بندهای خاکی و سنگی‌- ملاتی بنا شده‌‌اند. این بندها سرریز ندارد و سن بیشتر آن‌ها نزدیک به 10 سال است. مقدار رسوب‌های ته‌نشین شده در آب‌گیر آن‌ها با استفاده از نقشه‌برداری ‌‌به‌‌دست آمد. وزن مخصوص ظاهری رسوب‌ها با عملیات صحرایی تعیین، و حجم رسوب‌ها با درنظرگرفتن سال‌های رسوب‌گیری به وزن تبدیل شد. نرخ فرسایش‌پذیری حوزه‌های آبخیز با استفاده از مدل اف‌اس‌ام تعیین شد. نتایج نشان داد که استفاده از مدل اصلی اف‌اس‌ام برای حوزه‌های آبخیز پژوهش بیش‌برآوردی بسیار زیادی را نشان داده است و کارآیی ندارد. میانگین نسبی مربعات خطای مدل واسنجی‌شده 0/246 محاسبه شد، که نشان‌دهنده‌ی خطای کم مدل واسنجی‌شده است. نتایج برآوردشده‌ی مدل واسنجی‌شده‌ی اف‌اس‌ام با مقادیر رسوب‌های اندازه‌گیری‌شده حاکی از تطابق 75 % این مدل است، بنابراین می‌توان نتایج برآورد مدل واسنجی‌شده را پذیرفت.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the FMS empirical model using sediment survey of small reservoirs in the Fars province

نویسندگان [English]

Gholamreza Ghahari ¹
Saeed Nabipay Lashkarian ²
Seyed Hamid Mesbah ³

¹ Assistant Professor of Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran

² M.Sc. of Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, AREEO, Tehran, Iran

³ Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran.

چکیده [English]

The scarcity of reliable data for the rate of erosion and sedimentation on numerous watersheds all over the country makes the application of empirical models inevitable. One of these models is the Factorial Scoring Model (FMS). The purpose of this research was to evaluate the model's efficiency in the Fars Province This study was conducted on 5 small watersheds where small check dams of the masonry and earth types were constructed at their outlets. These structures did not have spill ways; therefore, all the bed and suspended loads were retained on their upstream for a duration of 10 years. The volume of sediment deposited in reservoirs was obtained, by surveying. The bulk density (BD) of each sediment mass upstream of the check dams was determined at the site and the volume was converted into using the individual BDs. The tonnage of sediment was also determined by the FMS model. The results indicated that the uncalibrated FMS model overestimated the eroded materials. The relative root mean square error (RRMSE) of the model was 0.246, which indicated a low level of the error of the model. Results of the calibrated FMS model indicated a 75% compliance of the model; therefore, we can accept the estimated results of this model as somewhat reliable.

کلیدواژه‌ها [English]

empirical model
erodibility of basins
small dam
watershed

مراجع

Atapour Fard A, Moradi Sharaf M, Shoaei GR. 2012. The application of FSM model for the prediction of sediment yield in Tehran basin.Nature and Science. 10(9): 105–112.

De Vente J, Poesen J, Bazzoffi P, Van Rompaey A, Verstraeten G. 2006. Predicting catchment sediment yield in Mediterranean environments: The importance of sediment sources and connectivity in Italian drainage basins. Earth Surface Processes and Landforms. 31: 1017–1034.

De Vente J, Poesen J, Verstraeten G. 2004.The application of semi-quantitative methods and reservoir sedimentation rates for the prediction of basin sediment yield in Spain. Journal of Hydrology. 305: 63–86.

Gholami A, Mesri Alamdari P. 2013. The Sensitivity analysis and efficiency of FSM and MPSIAC models for estimating sediment load. 3rd International Conference on Civil, Transport and Environment Engineering (ICCTEE'2013), Dec. 25–26, 2013 Bangkok, Thailand.

Hakimkhani S, Feiznia S. 2003. Investigation of methods of using MPSIAC in studies. Soil Conservation and Watershed Management Institute. Final Report of Research Plan. 120 pp . (In Persian).

Haregeweyn N, Poesen J, Nyssen G, Verstraeten J, De Vente G, Govers S, Deckers Moeyersons J. 2005. Specific sediment yield in Tigray-Northern Ethiopia: Assessment and semi-quantitative modeling. Geomorphology. 69: 315–331.

Kavian A, Askarian R, Nateghi T, Jafarian Joloudar Z, Safari A. 2014. Performance evaluation of FSM, PSIAC and EPM models to estimate sediment yield in the rangelands (Case study: Sorkh Abad Watershed, Mazandaran province). Journal of Geographic Space. 14(48): 57–79. (In Persian).

Khalili A. 2013. Evaluation of the Efficiency of MPSIAC and FSM Models in Determination of Sediment Deviation Compared to Direct Measurement (Case Study: Kelestan Dam Watershed). M.Sc. thesis, Islamic Azad University Arsenjan Branch. 138 p.

Khoddami M, Mahbubi A, Herami R, Feiznia S. 2005. Analysis of rock facies and latshour river sediment model. MSc thesis, Ferdowsi University of Mashhad. 141 p. (In Persian).

Mahmoudzadeh A. 1997. The use of farm dams to determination the effects of land use and lithology on cathment sediment yields. Ph.D Thesis. University of New South Wales.

Meshesha DT, Tsunekawa A, Tsubo M, Haregeweyn N. 2011. Spatial analysis and semi-quantitative modeling of specific sediment yield in six catchments of the central rift valley of Ethiopia. Journal of Food, Agriculture & Environment. 9(3–4): 784–792.

Mohamadiha S, Peyrowan HR, Mousavi Harami R, Feiznia S, Bayat R. 2009. Evaluation of erosion and sediment rate using FSM model and rainfall simulator in Evanaki Basin and its subbasins. The 6^th Iranian Engineering Geology and the Environment. Tarbiat Modares University. 1089–1096. (In Persian).

Mohamadiha S. Peyrowan HR. Mousavi Harami R. Feiznia S. 2011. Evaluation of soil erosion and sediment yield using semi quantitative models: FSM and MPSIAC in Eivaneki Watershed and the sub-basins (Southeast of Tehran/Iran). Journal of American Science. 7(7): 234–239.

Mousavi SM, Gholamnia Kh, Mamashli M, Rustaei Sh. 2017. Integration of the FSM method and morphometric analysis for ranking sub-basins using RS and GIS techniques, case study :Ozroud Basin. Iranian Journal of Eco Hydrology. 4(1): 247–257. (In Persian).

Nabipay Lashkarian S, Hashemi SAA, Shadfar S. 2013. FSM model efficiency for sediment yield estimation in Semnan province. Watershed Engineering and Management. 5(1): 51–58. (In Persian).

Nash JE, Sutcliffe JE. 1970. River flow forecasting through conceptual models, Part 1, A discussion of principles. Journal of Hydrology. 10: 282–290.

Owengh M. 2003. Landuse planning and integrated management of natural hazards in Golestan province. Seminar on Floods Hazards prevention and Mitigation Gorgan, Iran, Abstract . 9 pp.

Shayan S, Sharifikia M, Amounia H. 2017. Preference of sub basin erosion with FSM model, case study: Namarostagh Watershed, Mazandaran Province. The First Conference of Modern Thought and Technology in geographic Sciences. (In Persian).

Verstraeten G, Poesen J, De Vente J, Koninckx X. 2003. Sediment yield variability in Spain: A quantitative and semiqualitative analysis using reservoir sedimentation rates. Geomorphology. 50 (4): 327– 348.

Walling DE, Webb BW. 1988. The reliability of rating curve estimate of suspended sediment yield: Some further comment. In: Sediment Budgets ( Proc. of Porto Symp.Dec.1988) IAHS Pub. 1 (174): 337–350.