Using 137Cs measurements to calibrate and validate the sediment delivery distributed (SEDD) model for two catchments in southern Italy.

Soil erosion has become a serious environmental problem in the agricultural and forest lands of southern Italy, where annual soil loss associated with extreme rainfall events can reach 100 t ha-1. There is a need to use numerical models to predict soil erosion and ediment delivery under different physiographic and land use conditions, in order to assess erosion risk and develop effective erosion and sediment control strategies. However, model validation and calibration is a key requirement for the successful use or such models. The use of fallout 137Cs measurements affords a useful means of assembling spatially distributed information on soil redistribution rates, which can be used to calibrate and validate sediment delivery models. In this paper, 137Cs rneasurements are used to calibrate and validate the SEDD model for two catchments of concrasting size, slope, and land use located in southern Italy. The Bonis catchment (1.39 Km2) is almost completely reafforested with black pine trees and has a mean slope of ca. 40%. It is characterized by a high sediment delivery ratio. The Trionto catchment (31.61 km2) is almost completely cultivated and is charatcterized by high values of soil erosion in its mountain areas that are balanced by deposition and sediment storage in its lowland areas, which results in a relatively low sediment delivery ratio. The sediment delivery ratios estimated using the 137Cs measurements made within the catchments have been used to calibrate the model specific parameter ?, which showed a strong dependence on the SDR values for individual subcatchments. The SEDD model was then successfully validated for different timescales using estimates or specific sediment yield obtained for both catchments.

L'erosione del suolo è divenuto un grave problema ambientale nei territori agricoli e forestali dell'Italia meridionale, dove la perdita annuale di suolo, associata ad eventi meteorici estremi, può raggiungere valori di 100 t ha-1. Si avverte, pertanto, la necessità di poter disporre di modelli numerici per prevedere il fenomeno erosivo del suolo e la produzione di sedimenti in differenti condizioni fisiografiche e di uso del suolo, per determinare il rischio di erosione e sviluppare efficaci strategie di controllo. Tuttavia, un modello di validazione e calibrazione è necessario per l'utilizzo realistico di questi modelli. L'uso di misure per la ricaduta del 137 Cs fornisce un mezzo utile per assemblare tutte le informazioni spazialmente distribuite sui livelli di ridistribuzione del suolo, che possono essere utilizzate per calibrare e convalidare i modelli di produzione sedimentaria. In quest'articolo, le misure di 137 Cs sono usate per calibrare e convalidare il modello SEDD per due bacini di dimensione, inclinazione ed uso del suolo diversi localizzati in Italia meridionale. Il bacino del Bonis (1.39 Km2) è quasi completamente riforestato con alberi di Pino nero, presenta una pendenza media del 40% circa ed è caratterizzato da un alto tasso di produzione sedimentaria. Il bacino del Trionto (31.61 km2) è quasi completamente coltivato ed è caratterizzato da elevati livelli di erosione del suolo nelle sue zone montane controbilanciati dal notevole accumulo e dalla marcata deposizione di sedimenti in quelle pianeggianti, come risulta dai rapporti relativamente bassi di produzione sedimentaria. Tali valori, stimati utilizzando le misure di 137 Cs all'interno dei bacini, sono stati utilizzati per calibrare il modello, il cui parametro ? presentava una stretta dipendenza dai valori di SDR rilevati per i singoli sottobacini. Il modello SEDD è stato efficacemente utilizzato per diverse scale temporali estrapolando stime specifiche di produzione sedimentaria ottenute da entrambi i bacini.