Soil erosion modeling using Rusle and Gis on Republic of Macedonia

One of the major environmental problems in the Republic of Macedonia is accelerated soil erosion. Steep slopes of the terrain combined with soft rocks (schists on the mountains; sands and sandstones in depressions), erodible soils, semi-arid continental climate and sparse vegetation cover, give high potential for soil erosion. On the other hand uncontrolled deforestation and indiscriminate land clearing for agricultural, housing development and road construction as well resulted in widespread soil erosion over the land surface of the Republic of Macedonia. The objective of this thesis is to determine the soil erosion losses in the Republic of Macedonia by application of a modified version of the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) model and the Geographical Information System (GIS). Data such as rainfall pattern, soil type, topography, cover management and support practice were utilized for soil modeling using the integration of RUSLE and ArcGIS. The RUSLE factors were calculated using the local data that was collected from the Ministry of environment and physical planning and the Hydrometeorological center of the Republic of Macedonia. The soil cover map obtained from the Macedonian Soil Information System was used to develop the soil erodibility factor (K); while the digital elevation model of the country was used to generate the slope length and steepness factor (LS). The values of the cover management factor (C) and support practice (P) factor were collected from literature due to lack of satellite image and soil index map. The rainfall erosivity factor (R) was derived by using monthly rainfall data and equation adequate for the region. The results indicate that the average annual soil loss (A) for the Republic of Macedonia has a mean value of 0.4 (t ha-1 yr-1) (low to moderate erosion). However, there are large areas with high and very high erosion risk (values greater than 0.8). It should also be pointed out that the soil loss rates presented in this thesis are long-term averages and should not be compared with event based observations which have the biggest impact on the erosion, given the large seasonal variability of the R- and C-factors.

Inoltre la deforestazione incontrollata e indiscriminata, il dissodamento dei terreni a fine agricolo, lo sviluppo dell'edilizia e delle infrastrutturazione del territorio hanno provocato il medesimo effetto di una diffusa erosione del suolo in tutto il paese. Lo scopo di questa tesi è di calcolare la perdita di suolo dovuta all'erosione nella Repubblica di Macedeonia tramite l'applicazione della verisone modificata del modello Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) in ambiente GIS. Dati quali i parametri della precipitazione, i tipi di suolo, la topografia e le tecniche di mitigazione in essere sono stati utilizzati per modellizare il suolo utilizzando l'integrazione del RUSLE e ArcGIS. I parametri del RUSLE sono stati calcolati utilizzando i dati territoriali forniti dal ministero dell'ambiente e della pianificazione e dal centro idrometereologico della Repubblica di Macedonia. la mappatura dei tipi di copertura del suolo è stata ottenuta dalo specifico SIT mecedone ed è stata utilizzata per determinare il fattore di erodibilità K mentre il modello digitale di elevazione (DEM) è stato utilizzato per generare i parametri length e steepness factor (LS). I valori relativi ai parametri cover management factor (C) e support practice factor (P) sono stati ricercati in letteratura in assenza di immagini satellitari e di mappe tematiche specifiche. Il fattore di erosività R è stato ottenuto, per ogni regione, attraverso l'applicazione di equazioni di adeguamento alle serie di precipitazione mensile. I risultati indicano che la perdita media annuale di suolo (A) per la repubblica di macedonia è di 0.4 (t ha-1 yr-1) corrispondente a una fascia bassa o moderata. Tuttavia esistono vaste aree con rischio di erosione alto e molto alto (valori positivi) E' necessario notare che i tassi di perdita di suolo analizzati in questo lavoro sono valori medi riferiti al lungo termine e che non possono essere paragonati con osservazioni relative ai singoli eventi i quali , visto la vmarcata stagionalità e gli alti valori dei fattori R e C , hanno il maggior impatto sull'erosione.