بررسی بیلان آب حوزه آبخیز فخرآباد مهریز با استفاده از مدل SWAT

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آبخیزداری حفاظت آب و خاک، دانشگاه یزد، یزد، ایران

2 استاد گروه مرتع و آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی و کویرشناسی دانشگاه یزد، یزد، ایران

3 کارشناس ارشد عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

10.29252/aridbiom.2022.16619.1852

چکیده

مدیریت منابع آب به‌ویژه در حوزه‌های آبخیز بدون آمار، مستلزم شناخت فرآیندهای هیدرولوژیکی به‌خصوص رواناب به‌عنوان یکی از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین فازهای چرخه هیدرولوژیکی است. تحقیق حاضر با هدف تعیین کارآیی و قابلیت استفاده از مدل SWAT در شبیه‌سازی بیلان آبی حوزه آبخیز فخرآباد مهریز انجام شد. به‌منظور اجرای اوّلیّة مدل، داده‌های مورد نیاز شامل داده‌های هواشناسی (بارش، حداقل و حداکثر دما، رطوبت نسبی، سرعت باد)، نقشه‌های پایة منطقه (نقشة رقومی ارتفاع، کاربری اراضی، شیب و نقشه خاک) و داده‌های دبی ماهانة ایستگاه هیدرومتری فخرآباد استفاده شد. پس از اجرای اوّلیّه مدل SWAT، خروجی برای واسنجی و اعتبارسنجی به نرم‌افزار SWAT-CUP فراخوانی شد و پس از آنالیز حساسیت به‌منظور مشخص ­کردن متغیرهای حساس مدل اجرا گردید. واسنجی و اعتبارسنجی برای بازه زمانی 1998-2014 انجام شد. دقت شبیه‌سازی رواناب ماهانه با استفاده از شاخص ضریب تعیین (R2) و نش­ساتکلیف (NSE) برای مرحلة واسنجی 73/0 و 71/0 و برای مرحلة اعتبارسنجی به ترتیب 54/0 و 53/0 به دست آمد. برای شاخص‌های ارزیابی عدم قطعیت نیز مقادیر قابل قبولی به دست آمد. P-فاکتورو R-فاکتور، برای دورة واسنجی به ترتیب 56/0 و 65/0 و برای دورة اعتبارسنجی به ترتیب 54/0 و 68/0 محاسبه شد. نتایج نهایی نشان داد که به‌طور متوسط حدود 67 درصد بارش به‌صورت تبخیر و تعرّق وارد اتمسفر می‌گردد، 23 درصد به‌صورت رواناب سطحی و جریان زیرسطحی به آبراهه‌ها وارد می‌شود. نتایج نشان­دهندة کارآیی مدل SWAT در شبیه‌سازی بیلان آبی حوزه آبخیز فخرآباد است و به برنامه‌ریزی دقیق‌تر منابع آب در این حوضه کمک می‌کند. 

کلیدواژه‌ها


[1]. Aritmani, M.M., Zynivand, H., Tahmasbi Pour, N., & Haghizadeh. A. (2017). Evaluation of SWAT model in determining the water balance components of Gamasiab basin. Journal of Rainwater Catchment Systems. 5 (2), 51-64, (in Farsi).
 [2]. Faramarzi, M., Abbaspour, K.C., Schulin, R., & Yang. H. (2009). Modelling blue and green water resources availability in Iran. Hydrological Processes, 23 (3), 486–501.
 [3]. Havrylenko, S.B., Bodoque, J.M., Srinivasan, R., Zucarelli, G.V. & Mercuri. P. (2016). Assessment of the soil water content in the Pampas region using SWAT. Catena, 137, 298-309.
[4]. Hosseini, M. (2014). Simulation of water balance in Qarasu watershed, Kermanshah using SWAT model. Journal of Watershed Management Engineering and Management, 6 (1), 63-73, (in Farsi).
 [5]. Hayatzadeh, M. & Mousavi, U. (2018). Modeling the effect of climate change and land use change on the hydrological conditions of the watershed. 13th National Conference on Watershed Management Science and Engineering and 3rd National Conference on Protection of Natural Resources and Environment with a Focus on Watershed Management and Protection of Natural Resources and Environment, Ardabil, (in Farsi).
 [6]. Moradipour, Sh., Zinivand, H. Bahramand, A. R. & Najafinejad, A. (2011). Watershed scale simulation at the watershed scale using hydrological-distribution model and GIS. 7th National Conference on Watershed Management Science and Engineering, Isfahan University of Technology, (in Farsi).
 [7]. Mahdavi, M. & Azarakhshi. M. (2005). Determining the appropriate monthly water balance in small watersheds of the country) Case study: East Azarbaijan and North Khorasan provinces, Iranian Journal of Natural Resources, 415-427, (in Farsi).
[8]. Neitch, S.L., Arnold Kiniry, J.G. & Williams. J.R. (2005). Soil and water assessment tool documentation, user’s manual, Temple, Texas, USA, 494 pages.
 [9]. Nouri, Z. Talebi, A. & Asadi, M. A. (2019). Study of the efficiency of SWAT model in determining the components of the water balance of the basin (Case study: Mehrgerd watershed of Semirom). Iranian Journal of Water Resources Research. 3, 133-143, (in Farsi).
[10]. Nekounam, Z. & Mazidi. A. (2010). Snow cover analysis in Fakhrabad basin of Yazd. Fourth International Congress of Geographers of the Islamic World, (in Farsi).
[11]. Parvizi, S., Talebi, A., Malekinejad, H & Sadeghi. M. (2020). Investigation of climate change on some hydrological parameters of Jamishan watershed using SWAT model. Journal of Environment and Water Engineering, 4, 443-430. (in Farsi).
 [12]. Parvizi, S. (2017). Location of Yazrzamini Dam using Model Water Balance Simulator (SWAT) and Network Analysis Process (ANP) of the study area: Jamishan Basin, Kermanshah Province). Master Thesis in Natural Resources Engineering-Watershed Management, Yazd University, (in Farsi).
 [13]. Uniyal, B., Jha, M.K. & Verma, A.K. (2015). Parameter identification and uncertainty analysis for simulating streamflow in a river basin of Eastern India, Hydrological Processes, 29 (17), 3744-3766.
[14]. Rivas-Tabares, D., Tarquis, A N., Willaarts, B. & Miguel, A. (2019). An accurate evaluation of water availability in sub-arid Mediterranean watersheds through SWAT: Cega-Eresma-Adaja. Journal of Agricultural Water Management, 212, 211-225.
[15]. Remegio, B. & Confesor, J. (2007). Sensitivity analysis and interdependence of the SWAT model parameters. Written for presentation at the 2007 ASABE Annual International Meeting Sponsored by American Society of Agricultural and Biological Engineers Minneapolis Convention Center, Minneapolis, Minnesota
[16]. Shimelis, G., Setegn, Bijan Dargahi., Ragahvan, Srinivasan & Assefa, M. Melesse. (2010). Modeling of sediment yield from Anjeni-Gauged watershed, Ethiopianusing SWAT model. Journal of the American JAWRA Journal of the American Water Resources Association46(3), 514-526.
[17]. Xu, Z. X., Pang, J. P., Liu, C. M. & Li, J. Y. (2009). Assessment of runoff and sediment yield in the Miyun Reservoir catchment by using SAWT model. Hydrological Processes, 23, 3619-3630.
[18]. Zahedi, E. (2013). Determination of susceptible areas for construction of Yazrzmini dam using water balance simulator (SWAT model) and network analysis process (ANP) (study area: Darngar Dargaz watershed). Master Thesis in Natural Resources Engineering-Watershed Management, Yazd University. (in Farsi).
[19]. Zare Garizi, A., Talebi, A. & Faramarzi, M. (2018). Identification and prioritization of watershed critical areas in terms of erosion and sediment with SWAT model. Journal of Watershed Engineering and Management, 8(4), 350-361.
 [20]. Zynivand. H. (2010). Simulation of spatial distribution of soil erosion and sediment at the watershed scale. Sixth National Conference on Watershed Management Science and Engineering. Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University. (in Farsi).