نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مهدی عرفانیان ¹
• منصور بیاضی ²
• هیراد عبقری ³
• اباذر اسمعلی عوری ⁴

¹ استادیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه

² دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه

³ دانشیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه

⁴ دانشیار، دانشکده‌ فناوری کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

فرسایش خاک از جنبه‌­های اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی اهمیت دارد و برای کنترل یا کاهش آن نیاز به تصمیم­‌گیری و اجرای صحیح اقدامات آبخیزداری می­‌باشد. در سال­‌های اخیر، استفاده از مدل SWAT به‌عنوان ابزار متداول برای شبیه‌­سازی دبی جریان، تولید رسوب و ارزیابی عملیات آبخیزداری در کاهش تولید رسوب و رواناب مورد استفاده قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف شبیه­‌سازی ماهانه دبی جریان و رسوب با استفاده از مدل SWAT و شناسایی زیرحوزه‌های بحرانی تولید رسوب ویژه در حوزه آبخیز نازلوچای واقع در غرب دریاچه ارومیه انجام شد. مرحله واسنجی مدل برای دوره آماری 2007-1997 و مرحله اعتبارسنجی آن برای دوره 1996-1993 انجام شد. برای ارزیابی مدل، معیارهای آماری ضریب تعیین، جذر میانگین مربعات خطا، ضریب کارایی ناش-ساتکلیف و میانگین خطا محاسبه شد. واسنجی، اعتبارسنجی و تحلیل عدم ­قطعیت مدل با استفاده از برنامه SUFI2 انجام شد. مقدار ضریب ناش-ساتکلیف (NSE) برای تخمین دبی جریان در مراحل واسنجی و اعتبارسنجی به‌ترتیب برابر 0.70 و 0.85 و برای تخمین دبی رسوب به‌ترتیب برابر 0.65 و 0.75 به‌دست آمد. مقادیر معیارهای آماری در مجموع بیانگر کارایی قابل قبول مدل در برآورد دبی ماهانه جریان و رسوب حوزه مورد مطالعه می­باشد. برای شناسایی نواحی بحرانی با استفاده از مدل واسنجی شده، ابتدا مقدار میانگین سالانه رسوب ویژه 17 زیرحوزه آبخیز محاسبه شد. در نهایت، زیرحوضه‌­های 17، 13 و 16 با داشتن بالاترین مقدار رسوب ویژه به‌ترتیب به‌عنوان زیرحوزه‌های آبخیز بحرانی برای انجام اقدامات مدیریتی و حفاظت خاک اولویت­‌بندی شدند.

کلیدواژه‌ها

• برآورد دبی ماهانه
• تخمین دبی
• حوضه‌های بحرانی
• واسنجی مدل
• ‏SUFI2‎‏ ‏

عنوان مقاله [English]

Monthly simulation of streamflow and sediment using the SWAT in ‎Nazlochai and prioritization of critical regions

نویسندگان [English]

• Mahdi Erfanian ¹
• Mansor Bayazi ²
• Hirad Abghari ³
• Abazar Esmali Ouri ⁴

¹ Assistant Professor, Faculty of Natural Resources, Urmia University, Iran

² MSc Graduated, Faculty of Natural Resources, Urmia University, Iran

³ Associate Professor, Faculty of Natural Resources, Urmia University, Iran

⁴ Associate Professor, Faculty of Technology of Natural Resources, Mohaghegh Ardabili University, Iran

چکیده [English]

Soil erosion from socio-economic and environmental aspects of view is important, and decision making for applying proper watershed management practices is essential to control or mitigate it. In recent years, the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model as widely-used tool have been applied to simulate flow discharge, sediment yield, and to evaluate watershed management practices in reducing runoff and sediment yield. This research aims to simulate monthly flow discharge and sediment yield using the SWAT model to identify critical sub-watersheds yielding specific sediment in Nazlochai watershed, located in the West of the Urmia Lake. In this study, a monthly stream flow and sediment discharges data series were used during 1997–2007 for model calibration and 1993–96 for validation. To evaluate model efficiency, some statistical criteria consist of the determination coefficient (R2), the Root Mean Square Error (RMSE), the Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE), and the Mean Bias Error (MBE) was used. For the sake of model calibration, validation and uncertainty analysis, the SUFI2 program was utilized, which it is included in the SWAT-CUP software as a public domain program. The NSE values for simulating monthly flow discharge in calibration and validation periods were 0.7 and 0.85, while for monthly sediment discharge simulation were 0.65 and 0.75, respectively. The evaluation criteria showed that the model is satisfactory capable to predict monthly flow and sediment discharges. To identify critical areas, the calibrated model was applied in validation period. Out of 17 sub-watersheds, sub-watersheds 17, 13, and 16 with the highest amounts of Specific Sediment Yield (SPY) in ton/ha/year were identified as critical sub-watersheds and were prioritized respectively for soil conservation and management purposes.

کلیدواژه‌ها [English]

• Model calibration
• Predict monthly
• Simulating monthly flow
• SUFI2‎