Predicting Soil Erosion Status of the Düz Creek Watershed in Artvin

Abstract

Aim of study: Main objective of this research was to predict some of the processes (soil loss, runoff and sediment yield) related to soil erosion with the help of WEPP (Water Erosion Prediction Project) model. Area of study: The WEPP model was applied to the Düz Creek Watershed (1059 ha in size). It is a subwatershed flowing into the greater Çoruh River Basin near the district of Borçka, Artvin. Material and methods: As required by the WEPP model, four large-data files of soil, climate, slope and plant cover/management were created for the watershed using the data gathered from in-field samplings (soil), laboratory analyses and GIS (Geographical Information Systems) assessments. For easier run and detailed investigation of soil erosion process of the research area, the studied watershed was divided into eight small hydrological units (SHUs) and the program was run on these SHUs. Main results: At the end of GeoWEPP’s run, the results revealed that a total of about 735 mm annual precipitation was fell within the study area. The model also predicted that there was approximately 207 mm as runoff out of this amount of precipitation, which, in turn, generated an annual total soil loss and sediment amounts as 2815.2 t and 2720.9 t, respectively. In addition, the sediment yield per unit area was estimated to be around 2.57 ton/ha/yr while the sediment delivery ratio (SDR) was found to be as 0.977. Lastly, the model predicted that the particle distribution of eroded sediment were 20%, 25% and 55% of clay, silt and sand, respectively, while the mean organic matter (OM) amount of the lost sediment was about 5% for the studied watershed.Çalışmanın amacı: Havzada oluşan toprak kaybı ve sediment veriminin WEPP modeli ve CBS (Coğrafi Bilgi Sistemleri) tekniklerinin entegre edildiği GeoWEPP arayüzü kullanılarak kısa sürede ve az masrafla hesaplanması amaçlanmıştır. Çalışma alanı: Çoruh nehrine birleşen Düz Dere Havzası araştırma alanı olarak seçilmiştir. Materyal ve yöntem: GeoWEPP ara yüzü için gerekli olan iklim, eğim ve bitki amenajmanı dosyalarına ek olarak toprak dosyası oluşturulmuştur. Araştırma havzası sekiz alt havzaya bölünmüş ve program bu alt havzalarda yürütülerek toprak kaybı, yüzeysel akış ve sediment veriminin ortalama değerleri hesaplanmıştır. Sonuçlar: Çalışma sonucunda, havzaya 735 mm’lik yağış düştüğü ve bunun yaklaşık olarak 207 mm’sinin yüzeysel akışa geçtiği tahmin edilmiştir.1059 ha’lık bir alana sahip olan havzada yıllık toplam toprak kaybı ve sediment miktarı sırası ile 2815.2 ve 2720.9 ton olarak bulunmuştur. Bununla beraber, birim alandan ise 2.57 ton/ha/yıl sediment verimi gerçekleştiği hesaplanmıştır. Ortalama sediment iletim oranı yaklaşık 0.977 olarak bulunmuştur. Ek olarak, taşınan sediment içerisindeki ortalama kil oranının % 20, toz oranının % 25, kum oranının % 55, organik madde miktarının ise % 5 olduğu tahmin edilmiştir. Önemli vurgular: Toprak kaybı ve sediment verimi, büyük alanlar için kısa sürede ve daha az maliyetle hesaplanabilir.