نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

2 گروه مهندسی و آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

3 استاد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.

چکیده

مدل SWAT به ‏عنوان یک مدل جامع شبیه‏ سازی آب سطحی در برآورد مؤلفه‌های بیلان آب باقابلیت امکان بررسی سناریوهای مختلف مدیریتی بر منابع آب پذیرفته‌شده است. در اغلب مطالعات مدل SWAT بر اساس دقت در برآورد رواناب سطحی و مقایسه آن با اندازه‏گیری ‏های میدانی در ایستگاه ‏های هیدرومتری واسنجی می‏گردد. در یک مطالعه قبلی، عملکرد مدل SWAT در برآورد رواناب، تبخیروتعرق و عملکرد محصولات گندم، جو، ذرت، چغندرقند، یونجه، سیب و انگور در دشت مهاباد رضایت ‏بخش و قابل‌قبول بود. در ادامه، هدف از انجام مطالعه فعلی، استفاده از مدل واسنجی شده SWAT در برآورد دیگر مؤلفه‌های بیلان آب شامل نفوذ عمقی، نشت جانبی، جریان برگشتی از آبخوان به رودخانه در همین منطقه بود. ارزیابی مؤلفه‌های بیلان آب در منطقه غیراشباع و اثربخشی آن در بیلان آب آبخوان در مدیریت بهره‌برداری از منابع آب تلفیقی مهم است. بررسی‏ ها نشان داد مدل واسنجی شده قادر به برآورد تفاوت میزان نفوذ عمقی در سال ‌تر نسبت به سال‏ نرمال و تفاوت نفوذ در سال تر نسبت به سال خشک تحت تأثیر افزایش سطح بارندگی بوده است. به‌طوری‌که نتایج نشان داد مقدار نفوذ عمقی در سال‌تر نسبت به سال‏های نرمال و خشک به ترتیب حدود 23% و 43% افزایش‌یافته است. به‏طور متوسط میزان نفوذ عمقی برابر با 157.86 میلی‏متر (%17.1) برآورد شده است. درعین‌حال مدل قادر به برآورد تفاوت میزان نفوذ در پهنه‌های مختلف دشت و در فصول مختلف سال با توجه به نوع کاربری و الگوی مدیریتی اراضی بوده است. میزان جریان جانبی نیز در سال‌تر نسبت به سال خشک افزایش‌یافته است به‌طوری‌که میزان این مؤلفه دو برابر شده است. در این مطالعه میزان متوسط جریان برگشتی از آبخوان به رودخانه نیز به میزان %14.1 (129.6 میلی‏متر) برآورد شد. بررسی‏ها نشان داد وجود سطح آب زیرزمینی کم‏ عمق، سهم قابل‌توجهی در ایجاد جریانات سطحی برگشتی از آبخوان به رودخانه دارد. به‌طورکلی نتایج نشان داد تغذیه ناشی از بارندگی و آب آبیاری از منطقه غیراشباع به ‏عنوان یکی از مهم‏ترین مؤلفه ‏های ورودی مدل‏‏های آب‏ زیرزمینی مانند MODFLOW در مناطق خشک و نیمه ‏خشک است. میزان تغذیه در برآورد دقیق‏تر نوسانات سطح ایستابی حائژ اهمیت است. با توجه به این‌که مدل MODFLOW به‏ خوبی قابلیت برآورد فرآیندهای تغذیه و جریان جانبی در منطقه غیراشباع را ندارد؛ لذا استفاده توأمان از مدلهای شبیه سازی SWAT و MODFLOW در برآورد مؤلفه‌های بیلان آب منطقه غیراشباع و تلفیق آن با مدل زیرزمینی در مطالعات و مدیریت بهرهبرداری از منابع آب تلفیقی اهمیت دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Estimation and evaluation of water balance components by calibrated SWAT model, Case study: Mahabad plain

نویسندگان [English]

  • Omid Raja 1
  • Masoud Parsinejad 2
  • Masoud Tajrishy 3

1 Ph.D. candidate, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.

2 Associate Professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran

3 Professor, Department of Civil Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran.

چکیده [English]

The SWAT model has been accepted as a comprehensive surface water simulation model in estimating water balance components with the ability to study different management scenarios on water resources. The purpose of the present study was to use the SWAT calibrated model in estimating other components of water balance including deep percolation, lateral flow, return flow from the aquifer to the river in the same area. Assessing the components of water balance in the unsaturated zone, and its effectiveness in aquifer balance is important in managing the utilization of integrated water resources. The results showed that the calibrated model was able to estimate the difference between the deep percolation in the wetted year compared to normal years, and the difference in the infiltration in the wet year compared to the dry year under the influence of increasing rainfall. The results showed that the amount of deep percolation in the wetted year compared to normal and dry years has increased by about 23% and 43%, respectively. The average depth percolation is estimated at 157.86 mm (17.1%). At the same time, the model has been able to estimate the difference in the amount of infiltration in different areas of the plain, and in different seasons of the year according to the type of land use and land management patterns. The amount of lateral flow has also increased in the wetted year compared to the dry year, so the amount of this component has doubled. In this study, the average return flow from the aquifer to the river was estimated to be 20.9% (129.6 mm). Surveys have shown that the presence of shallow groundwater level has a significant role in creating surface return flow from the aquifer to the river.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water balance
  • SWAT
  • Mahabad plain
  • Return flow
  • MODFLOW