Spatial prediction of soil erosion risk in the Dnieper river basin using revised universal soil loss equation and GIS technology

Abstract

The paper presents the internal structure of the geomorphological system and performs geo-modeling of water-erosion processes in the basin of the Dnieper river. The aim of research – spatial prediction of soil erosion hazard within the boundaries of the Dnieper River catchment basin using the revised universal soil loss equation and GIS technologies. To simulate potential soil erosion loss caused by precipitation we used a modified empirical and statistical model RUSLE. Determined that land of erosion hazard makes up 20,4 % or 560 thousand ha of the total arable land area. The largest number of sub-basins with high erosive-accumulative potential are in the forest-steppe and steppe zones, in the middle and lower reaches of the Dnieper, respectively; the specific area of land at erosion risk in some sub-basins amounts to 47%. The results of the spatial prediction of water-erosion processes presented make it possible to identify discretely distributed priority needs for the implementation of adaptive-landscape anti-erosion design with elements of soil conservation agriculture on the whole territory of the transboundary Dnieper basin.

Представлена внутрішня структура геоморфологічної системи та здійснено геомоделювання водно-ерозійних процесів в басейні річки Дніпро. Мета досліджень – здійснити просторове прогнозування ерозійної небезпеки грунтів в границях водозбірного басейну річки Дніпро із використанням модифікованого універсального рівняння ґрунтових втрат (Revised Universal Soil Loss Equation) і ГІС-технологій. Визначено, що ерозійно небезпечні землі складають 20,4 % або 560 тис. га. від загальної площі ріллі. Найбільша кількість суббасейнів із високим ерозійно-акумулятивним потенціалом розміщені в лісостеповій та степовій зонах, відповідно в середній та низькій течії річки Дніпро, питома площа ерозійно небезпечних земель в окремих суббасейнах досягає до 47%. Представлені результати просторового прогнозування водно-ерозійних процесів дають можливість визначити дискретно-розподілені першочергові потреби впровадження адаптивно-ландшафтного протиерозійного проектування з елементами ґрунтозахисного землеробства на всій території транскордонного басейну Дніпра.

Представлена внутренняя структура геоморфологической системы и осуществлен геомоделирование водно-эрозионных процессов в бассейне реки Днепр. Цель исследований – осуществить пространственное прогнозирование эрозионной опасности почв в границах водосборного бассейна реки Днепр с использованием модифицированного универсального уравнения грунтовых потерь (Revised Universal Soil Loss Equation) и ГИС-технологий. Определено, что эрозионно опасные земли составляют 20,4 % или 560 тыс. га. от общей площади пашни. Наибольшее количество суббасейнів с высоким эрозионно-аккумулятивным потенциалом размещены в лесостепной и степной зонах, соответственно в средней и низкой течению реки Днепр, удельная площадь эрозионно-опасных земель в отдельных суббасейнах достигает до 47%. Представлены результаты пространственного прогнозирования водно-эрозионных процессов дают возможность определить дискретно-распределенные первоочередные потребности внедрения адаптивно-ландшафтного проектирования противоэрозионной с элементами почвозащитного земледелия на всей территории трансграничного бассейна Днепра.