Published March 3, 2023
| Version v1
Publication
Open
GIS integrated RUSLE model-based soil loss estimation and watershed prioritization for land and water conservation aspects
Creators
- 1. Punjab Agricultural University
- 2. Punjab Remote Sensing Centre
- 3. Luleå University of Technology
Description
Land degradation has become one of the major threats throughout the globe, affecting about 2.6 billion people in more than 100 countries. The highest rate of land degradation is in Asia, followed by Africa and Europe. Climate change coupled with anthropogenic activities have accelerated the rate of land degradation in developing nations. In India, land degradation has affected about 105.48 million hectares. Thus, modeling and mapping soil loss, and assessing the vulnerability threat of the active erosional processes in a region are the major challenges from the land and water conservation aspects. The present study attempted rigorous modeling to estimate soil loss from the Banas Basin of Rajasthan state, India, using GIS-integrated Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) equation. Priority ranking was computed for different watersheds in terms of the degree of soil loss from their catchments, so that appropriate conservation measures can be implemented. The total area of Banas basin (68,207.82 km 2 ) was systematically separated into 25 watersheds ranging in area from 113.0 to 7626.8 km 2 . Rainfall dataset of Indian Meteorological Department for 30 years (1990–2020), FAO based Soil map for soil characterization, ALOS PALSAR digital elevation model for topographic assessment, and Sentinal-2 based land use and land cover map were integrated for modeling and mapping soil erosion/loss risk assessment. The total annual soil loss in the Banas basin was recorded as 21,766,048.8 tons. The areas under very low (0–1 t ha -1 year -1 ), low (1–5 t ha -1 year -1 ), medium (5–10 t ha -1 year -1 ), high (10–50 t ha -1 year -1 ) and extreme (>50 t ha -1 year -1 ) soil loss categories were recorded as 24.2, 66.8, 7.3, 0.9, and 0.7%, respectively, whereas the respective average annual soil loss values were obtained as 0.8, 3.0, 6.0, 23.1, and 52.0 t ha -1 year -1 . The average annual soil loss among different watersheds was recorded in the range of 1.1–84.9 t ha -1 year -1 , being highest (84.9 t ha -1 year -1 ) in WS18, followed by WS10 (38.4 t ha -1 year -1 ), SW25 (34.7 t ha -1 year -1 ) and WS23 (17.9 t ha -1 year -1 ), whereas it was lowest for WS8 (1.1 t ha -1 year -1 ). Thus, WS18 obtained the highest/top priority rank in terms of the average annual soil loss (84.9 t ha -1 year -1 ) to be considered as the first priority for land and water conservation planning and implementation. The quantitative results of this study would be useful for implementation of land and water conservation measures in the problematic areas of the Banas basin for controlling soil loss through water erosion.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
أصبح تدهور الأراضي أحد التهديدات الرئيسية في جميع أنحاء العالم، مما يؤثر على حوالي 2.6 مليار شخص في أكثر من 100 دولة. ويوجد أعلى معدل لتدهور الأراضي في آسيا، تليها أفريقيا وأوروبا. أدى تغير المناخ إلى جانب الأنشطة البشرية إلى تسريع معدل تدهور الأراضي في الدول النامية. في الهند، أثر تدهور الأراضي على حوالي 105.48 مليون هكتار. وبالتالي، فإن نمذجة ورسم خرائط فقدان التربة، وتقييم خطر التعرض لعمليات التعرية النشطة في منطقة ما هي التحديات الرئيسية من جوانب الحفاظ على الأراضي والمياه. حاولت الدراسة الحالية النمذجة الصارمة لتقدير فقدان التربة من حوض باناس في ولاية راجستان، الهند، باستخدام معادلة معادلة فقدان التربة العالمية المنقحة المدمجة في نظم المعلومات الجغرافية (RUSLE). تم حساب ترتيب الأولوية لمستجمعات المياه المختلفة من حيث درجة فقدان التربة من مستجمعاتها، بحيث يمكن تنفيذ تدابير الحفظ المناسبة. تم فصل المساحة الإجمالية لحوض الموز (68,207.82 كم 2 ) بشكل منهجي إلى 25 مستجمع مياه تتراوح مساحتها من 113.0 إلى 7626.8 كم 2 . تم دمج مجموعة بيانات هطول الأمطار لإدارة الأرصاد الجوية الهندية لمدة 30 عامًا (1990–2020)، وخريطة التربة القائمة على منظمة الأغذية والزراعة لتوصيف التربة، ونموذج الارتفاع الرقمي ALOS PALSAR للتقييم الطبوغرافي، وخريطة استخدام الأراضي والغطاء الأرضي القائمة على Sentinal -2 لنمذجة ورسم خرائط تآكل التربة/تقييم مخاطر الخسارة. بلغ إجمالي فقد التربة السنوي في حوض الموز 21,766,048.8 طن. تم تسجيل المناطق الواقعة تحت فئات فقدان التربة المنخفضة جدًا (0–1 طن هكتار -1 سنة -1) والمنخفضة (1–5 طن هكتار -1 سنة -1) والمتوسطة (5–10 طن هكتار -1 سنة -1 ) والعالية (10–50 طن هكتار -1 سنة -1 ) والمتطرفة (> 50 طن هكتار -1 سنة -1 ) على أنها 24.2 و 66.8 و 7.3 و 0.9 و 0.7 ٪ على التوالي، في حين تم الحصول على متوسط قيم فقدان التربة السنوية ذات الصلة على أنها 0.8 و 3.0 و 6.0 و 23.1 و 52.0 طن هكتار -1 سنة -1 . تم تسجيل متوسط فقدان التربة السنوي بين مستجمعات المياه المختلفة في نطاق 1.1-84.9 طن هكتار -1 سنة -1 ، وهو الأعلى (84.9 طن هكتار -1 سنة -1 ) في WS18، يليه WS10 (38.4 طن هكتار -1 سنة -1 )، SW25 (34.7 طن هكتار -1 سنة -1 ) و WS23 (17.9 طن هكتار -1 سنة -1 )، في حين كان الأدنى لـ WS8 (1.1 طن هكتار -1 سنة -1 ). وهكذا، حصل WS18 على أعلى/أعلى مرتبة أولوية من حيث متوسط فقدان التربة السنوي (84.9 طن هكتار -1 سنة -1 ) ليتم اعتباره الأولوية الأولى لتخطيط وتنفيذ الحفاظ على الأراضي والمياه. ستكون النتائج الكمية لهذه الدراسة مفيدة لتنفيذ تدابير الحفاظ على الأراضي والمياه في المناطق الإشكالية في حوض باناس للتحكم في فقدان التربة من خلال التعرية المائية.Translated Description (French)
La dégradation des terres est devenue l'une des principales menaces dans le monde, affectant environ 2,6 milliards de personnes dans plus de 100 pays. Le taux de dégradation des terres le plus élevé se trouve en Asie, suivie de l'Afrique et de l'Europe. Le changement climatique et les activités anthropiques ont accéléré le taux de dégradation des terres dans les pays en développement. En Inde, la dégradation des terres a affecté environ 105,48 millions d'hectares. Ainsi, la modélisation et la cartographie de la perte de sol, et l'évaluation de la menace de vulnérabilité des processus d'érosion actifs dans une région sont les principaux défis des aspects de conservation des terres et de l'eau. La présente étude a tenté une modélisation rigoureuse pour estimer la perte de sol dans le bassin de Banas de l'État du Rajasthan, en Inde, à l'aide de l'équation RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation) intégrée au SIG. Le classement des priorités a été calculé pour différents bassins versants en termes de degré de perte de sol de leurs bassins versants, afin que des mesures de conservation appropriées puissent être mises en œuvre. La superficie totale du bassin de Banas (68 207,82 km 2 ) a été systématiquement divisée en 25 bassins versants allant de 113,0 à 7626,8 km 2 . L'ensemble de données sur les précipitations du Département météorologique indien pour 30 ans (1990–2020), la carte des sols basée sur la FAO pour la caractérisation des sols, le modèle d'élévation numérique ALOS PALSAR pour l'évaluation topographique et la carte de l'utilisation des terres et de la couverture terrestre basée sur Sentinal-2 ont été intégrés pour la modélisation et la cartographie de l'évaluation des risques d'érosion/perte des sols. La perte annuelle totale de sol dans le bassin de Banas a été enregistrée à 21 766 048,8 tonnes. Les superficies sous les catégories de perte de sol très faible (0–1 t ha -1 an -1), faible (1–5 t ha -1 an -1), moyenne (5–10 t ha -1 an -1 ), élevée (10–50 t ha -1 an -1 ) et extrême (> 50 t ha -1 an -1 ) ont été enregistrées comme 24,2, 66,8, 7,3, 0,9 et 0,7 %, respectivement, tandis que les valeurs moyennes annuelles respectives de perte de sol ont été obtenues comme 0,8, 3,0, 6,0, 23,1 et 52,0 t ha -1 an -1 . La perte annuelle moyenne de sol entre les différents bassins versants a été enregistrée dans la plage de 1,1 à 84,9 t ha -1 an -1 , étant la plus élevée (84,9 t ha -1 an -1 ) dans WS18, suivie de WS10 (38,4 t ha -1 an -1 ), SW25 (34,7 t ha -1 an -1 ) et WS23 (17,9 t ha -1 an -1 ), alors qu'elle était la plus faible pour WS8 (1,1 t ha -1 an -1 ). Ainsi, WS18 a obtenu le rang de priorité le plus élevé/supérieur en termes de perte annuelle moyenne de sol (84,9 t ha -1 an -1 ) à considérer comme la première priorité pour la planification et la mise en œuvre de la conservation des terres et de l'eau. Les résultats quantitatifs de cette étude seraient utiles pour la mise en œuvre de mesures de conservation des terres et de l'eau dans les zones problématiques du bassin de Banas pour contrôler la perte de sol par érosion hydrique.Translated Description (Spanish)
La degradación de la tierra se ha convertido en una de las principales amenazas en todo el mundo, afectando a unos 2.600 millones de personas en más de 100 países. La tasa más alta de degradación de la tierra se encuentra en Asia, seguida de África y Europa. El cambio climático, junto con las actividades antropogénicas, han acelerado la tasa de degradación de la tierra en los países en desarrollo. En la India, la degradación de la tierra ha afectado a unos 105,48 millones de hectáreas. Por lo tanto, el modelado y mapeo de la pérdida de suelo, y la evaluación de la amenaza de vulnerabilidad de los procesos erosivos activos en una región son los principales desafíos desde los aspectos de conservación de la tierra y el agua. El presente estudio intentó un modelado riguroso para estimar la pérdida de suelo de la cuenca Banas del estado de Rajasthan, India, utilizando la ecuación de la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo Revisada Integrada en SIG (RUSLE). La clasificación de prioridades se calculó para diferentes cuencas hidrográficas en términos del grado de pérdida de suelo de sus cuencas, de modo que se puedan implementar las medidas de protección adecuadas. El área total de la cuenca de Banas (68.207,82 km 2 ) se separó sistemáticamente en 25 cuencas hidrográficas que varían en área de 113,0 a 7626,8 km 2 . El conjunto de datos de precipitaciones del Departamento Meteorológico de la India durante 30 años (1990–2020), el mapa de suelos basado en la FAO para la caracterización del suelo, el modelo de elevación digital alos PALSAR para la evaluación topográfica y el mapa de uso de la tierra y cobertura de la tierra basado en Sentinal-2 se integraron para modelar y mapear la evaluación del riesgo de erosión/pérdida del suelo. La pérdida total anual de suelo en la cuenca de Banas se registró en 21.766.048,8 toneladas. Las áreas bajo las categorías de pérdida de suelo muy baja (0–1 t ha -1 año -1), baja (1–5 t ha -1 año -1), media (5–10 t ha -1 año -1), alta (10–50 t ha -1 año -1 ) y extrema (> 50 t ha -1 año -1 ) se registraron como 24.2, 66.8, 7.3, 0.9 y 0.7%, respectivamente, mientras que los respectivos valores de pérdida de suelo promedio anual se obtuvieron como 0.8, 3.0, 6.0, 23.1 y 52.0 t ha -1 año -1 . La pérdida media anual de suelo entre diferentes cuencas se registró en el rango de 1.1-84.9 t ha -1 año -1 , siendo la más alta (84.9 t ha -1 año -1 ) en WS18, seguida de WS10 (38.4 t ha -1 año -1 ), SW25 (34.7 t ha -1 año -1 ) y WS23 (17.9 t ha -1 año -1 ), mientras que fue la más baja para WS8 (1.1 t ha -1 año -1 ). Por lo tanto, WS18 obtuvo el rango de prioridad más alto/superior en términos de la pérdida anual promedio de suelo (84.9 t ha -1 año -1 ) para ser considerada como la primera prioridad para la planificación e implementación de la conservación de la tierra y el agua. Los resultados cuantitativos de este estudio serían útiles para la implementación de medidas de conservación de la tierra y el agua en las áreas problemáticas de la cuenca de Banas para controlar la pérdida de suelo a través de la erosión hídrica.Files
pdf.pdf
Files
(5.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d6b97b82c60ed8ced4e3f410d8b3c6e9
|
5.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقدير فقدان التربة المتكامل القائم على نموذج نظم المعلومات الجغرافية وتحديد أولويات مستجمعات المياه لجوانب الحفاظ على الأراضي والمياه
- Translated title (French)
- Estimation de la perte de sol basée sur le modèle SIG intégré RUSLE et priorisation des bassins versants pour les aspects de conservation des terres et de l'eau
- Translated title (Spanish)
- Estimación integrada de la pérdida de suelo basada en el modelo RUSLE y priorización de cuencas hidrográficas para los aspectos de conservación de la tierra y el agua
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4323045197
- DOI
- 10.3389/fenvs.2023.1136243
References
- https://openalex.org/W1949419503
- https://openalex.org/W1970744213
- https://openalex.org/W1989556826
- https://openalex.org/W2019592657
- https://openalex.org/W2027311974
- https://openalex.org/W2059272603
- https://openalex.org/W2083506964
- https://openalex.org/W2102313023
- https://openalex.org/W2125443063
- https://openalex.org/W2157625180
- https://openalex.org/W2183320519
- https://openalex.org/W2345566084
- https://openalex.org/W2510022675
- https://openalex.org/W2515339182
- https://openalex.org/W2518344946
- https://openalex.org/W2753435791
- https://openalex.org/W2773463538
- https://openalex.org/W2782250797
- https://openalex.org/W2782840539
- https://openalex.org/W2783092942
- https://openalex.org/W2797135953
- https://openalex.org/W2809502325
- https://openalex.org/W2886191360
- https://openalex.org/W2887224061
- https://openalex.org/W2889647751
- https://openalex.org/W2899997798
- https://openalex.org/W2900154455
- https://openalex.org/W2912579108
- https://openalex.org/W2944626086
- https://openalex.org/W3006089816
- https://openalex.org/W3015237356
- https://openalex.org/W3022455850
- https://openalex.org/W3037260059
- https://openalex.org/W3042922026
- https://openalex.org/W3081374149
- https://openalex.org/W3092732214
- https://openalex.org/W3117931956
- https://openalex.org/W3119065036
- https://openalex.org/W3135870677
- https://openalex.org/W3139234809
- https://openalex.org/W3164105866
- https://openalex.org/W3188446299
- https://openalex.org/W3198415827
- https://openalex.org/W3209139195
- https://openalex.org/W3216827630
- https://openalex.org/W4206380608
- https://openalex.org/W4213099485
- https://openalex.org/W4240695645
- https://openalex.org/W4285719527
- https://openalex.org/W4288988227
- https://openalex.org/W4289080359
- https://openalex.org/W4295220323
- https://openalex.org/W4307171527
- https://openalex.org/W4311640684