Efficiencies of MUSLE-S, MUSLT, USLE-M and AOF Models for Storm-wise Sediment Yield Estimation in Standard Plats (Case Study: Sefiddasht Research Site of Semnan)

Document Type : Research Article

Authors

• M. Kargar ¹
• Mohammad Reza Javadi
• S.A.A. Hashemi ²

¹ Islamic Azad University, Nour Branch

² Agricultural and Natural Resources Center, Semnan Province

https://doi.org/10.22067/jsw.v0i0.25397

Abstract

Soil erosion and sediment production are among most important problems in developing countries including Iran. In this study it has been endeavored that applicability of four (AOF, MUSLE-S, MUSLT and USLE-M) models is investigated in Srfiddasht Research Site, Semnan province, at event scale to estimate the sediment. For this, all required variables and inputs of the model have been calculated in the watershed and the estimations from considering statistical models with measured sediments of 15 cloudbursts have been compared. The results for t-student correlation test showed that there is no significant difference (at 1%) between MUSLT, MUSLE-S models and measured sediment. Based on these, it can be said that in this study, the results from these two models have higher accuracies to estimate the sediment from cloudbursts than other methods. Also, the results of evaluation and efficiency of the model using Nash-Suttcliffe criterion and root relative mean squared error (RRMSE) statistic showed that MUSLE-S and MUSLT models have higher efficiencies than other models and inefficiencies of USLE-M and AOF models to estimate sediments from cloudburst have been confirmed in the studied research station in this study.

Keywords

• Sediment production
• Empirical Models
• Sefiddasht Research Site
• Semnan Province

20.1001.1.20084757.1393.28.4.13.5

References

1- پورقاسمی ح.ر. 1386. ارزیابی رابطه جهانی فرسایش خاک و نسخ آن در برآورد رسوب رگبارها در کاربری های مختلف، سمینار کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکه منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، 52 ص.

2- رحمتی س. 1391. ارزیابی و کارایی رابطه جهانی فرسایش خاک و برخی از نسخ آن در در برآورد رسوب از رگبارهای منفرد. پایان نامه کارشناسی ارشد رشته آبخیزداری. دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور.

3- رضایی فر م.، تلوری ع.ر. و عرب خدری م. 1380. بررسی کارایی MUSLE در براورد رسوب رویدادهای منفرد در زیر حوضچه افچه در حوزه لتیان. همایش ملی مدیریت اراضی فرسایش خاک و توسعه پایدار. اراک، 4-2 بهمن، صفحات 534-542 .

4- صادقی س.ح.ر. 1384 مقایسه برخی از روشهای برآورد فرسایندگی باران. مجله علوم و صنایع کشاورزی 19: صفحات 45-52 .

5- صادقی س.ح.ر.، پورقاسمی م.، محمدپور ح. و آقارضی ح. 1387 . ارزیابی دقّت و کارایی رابطه جهانی فرسایش و برخی از نسخ آن در برآورد رسوب رگبارهای منفرد (مطالعه موردی: ایستگاه تحقیقات منابع طبیعی خسبیجان، اراک). مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، سال (12) شماره 46 (الف): 323-334 .

6- علیزاده ا. 1380. هیدرولوزی کاربردی. انتشارات دانشگاه امام رضا.

7- غلامی ل. 1386. تهیّه مدل برآورد تولید رسوب رگبارها در بخشی از حوزه آبخیز قشلاق استان کردستان. پایان نامه کارشناسی ارشد رشته آبخیزداری. دانشگاه تربیت مدرس.

8- Kinnell P.I.A. 2004. Agriculture non point source pollution model using the USLE- M. AGNPS-UM User,s Guide, University of Canberra, Australia.

9- Kinnell P.I.A. and Risse L.M. 1998. USLE-M: Empirical modeling rainfall erosion runoff and sediment concentration, Soil Sci. Soc. Am. J. 62: 1667-1672.

10- Nash J.E. and Sutcliff J.V. 1970. River flow forecasting through conceptual models. Part I: a discussion of principles. Hydrol. 10: 282-290.

11- Olivares B.K., Vargas D.L. and Silva O. 2011. Evaluation Of The USLE Model to Estimate Water Erosion in an Alfisol. J. Soil Sci. Plant Nutr, 11 (2): 73 - 86.

12- Onstad C.A. and Foster G.R. 1975. Erosion modeling on a watershed. Trans. ASAE. 18(2): 288-292.

13- Pongsai S., Schmidt D.V., Rajendra P., Shrestha R., Clemente S. and Eiumnoh A. 2010. Calibration and validation of the Modified UniversalSoil Loss Equation for estimating sediment yield on sloping plots: A case study in Khun Satan catchment of northern Thailand. Can. J. Soil Sci. 90: 585-596.

14- Sadeghi S.H.R., Singh J.K. and Das G. 2004. Efficacy of annual soil erosion models for storm-wise sediment prediction. Iran Intl Agric Eng J, 13(1&2): 1-14.

15- Sadeghi S.H.R., Mizuyama T. and Ghaderi B. 2007a. Conformity of MUSLE estimates and erosion plot data for storm-wise sediment yield estimation. Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences, 18(1):117-128.

16- Williams J.R. and Berndt H.D. 1977. Sediment yiled prediction based on watershed hydrology. TransASAE,20(6): 1100-1104.