نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران

2 دانشگاه علوم کشارزی . منابع طبیعی ساری

3 استاد گروه مهندسی آبخیزداری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

4 دانشیار دانشگاه ملایر

5 استادیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشگاه لرستان٬ ایران

10.22092/ijwmse.2022.122548.1516

چکیده

بسیاری از مشکلات زیست محیطی ناشی از تغییرات مؤلفه‌های اصلی چرخه هیدرولوژیکی است. بااین‌حال، مدل‌سازی بیلان آب می‌تواند به درک بهتر از اجزاء چرخه هیدرولوژیکی به‌منظور توسعه گزینه‌های مدیریتی مناسب، کمک نماید. هدف پژوهش حاضر محاسبه سه مؤلفه مهم بیلان آب سطحی با استفاده از مدل WetSpass و ارزیابی این مدل در حوزه آبخیز همدان- بهار واقع در استان همدان در مقیاس زمانی ماهانه است. نتایج ارزیابی مدل در این تحقیق نشان داد، ضریب تبیین میان رواناب مشاهداتی و شبیه‌سازی شده در دوره واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب برابر با 79/0 و 83/0 است. با توجه به اهمیت تبخیر و تعرق در محاسبات بیلان آب، نقشه‌های تبخیر و تعرق خروجی مدل به تفکیک کاربری-های مختلف ارزیابی شدند. ارزیابی تغذیه آب زیرزمینی نیز با توجه به محاسبات دستی این متغیر برای سال92-1391، انجام شد. به‌طورکلی نتایج ارزیابی، قابلیت مدل WetSpass را در شبیه‌سازی رواناب، تبخیر و تعرق و تغذیه آب زیرزمینی با دقت قابل قبول تائید نمود. سپس نتایج ضریب همبستگی کرامر بین نقشه‌های توزیع مکانی رواناب، تبخیر تعرق واقعی، و تغذیه آب زیرزمینی، با نقشه‌های ورودی به مدل بررسی شد. این نتایج، حاکی از وجود همبستگی بالا بین مؤلفه تبخیر و تعرق با کاربری اراضی (54/0)، بافت خاک (45/0)، پتانسیل تبخیر و تعرق (42/0) و درجه حرارت (31/0) است. همچنین نتایج نشان داد، بین مؤلفه رواناب با کاربری اراضی (62/0) و بافت خاک (58/0) همبستگی بالا و بین مؤلفه تغذیه آب زیرزمینی با کاربری اراضی (32/0) و بافت خاک (34/0) همبستگی متوسط وجود دارد. بنابراین، کاربری اراضی و بافت خاک به ترتیب اولین و دومین عامل تأثیرگذار بر توزیع مؤلفه‌های بیلان سطحی بودند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Simulation of Water Balance Components Using WetSpass Model (Case Study: Hamedan-Bahar Watershed)

نویسندگان [English]

  • Mahtab Safari Shad 1
  • Mahmoud Habibnejad Roshan 2
  • Karim Solaimani 3
  • Alireza Ildoromi 4
  • Hossein Zeinivand 5

1 Phd, Dept. of Natural Resource. University of Sari, Iran

2 sari university

3 Dept. of Watershed Management Sari University of Agric.&Natural Res. PoBox 578 Sari-Iran

4 MALAYER UNIVERSITY

5 Assistant Professor, Dept of Range and Watershed Management Engineering, Lorestan University, Iran

چکیده [English]

Many of the environmental problems are caused by the changes in the main components of the hydrological cycle. However, water balance modeling can help to better understand the components of the hydrological cycle in order to develop appropriate management options. The purpose of this study is to calculate three important components of surface water balance using the WetSpass model and evaluate the model in Hamadan-Bahar watershed located in Hamadan province on a monthly time scale. The results of the model evaluation in the study showed that the Coefficient of Determination between the observed and simulated runoff in the calibration and validation period is equal to 0.79 and 0.83, respectively. Due to the importance of evapotranspiration in water balance calculations, the evaporation and transpiration maps of the model were evaluated separately for different uses. Groundwater nutrition assessment was also performed according to manual calculations of the variable for 2012-2013. In general, the evaluation results confirmed the capability of the WetSpass model in simulating runoff, evapotranspiration and groundwater feeding with an acceptable accuracy. Then, the results of Kramer correlation coefficient between spatial distribution maps of runoff, actual evapotranspiration, and groundwater recharge were investigated with input maps of the model. These results indicate a high correlation between evapotranspiration component with land use (0.54), soil texture (0.45), evapotranspiration potential (0.42) and temperature (0.31). Also, these results indicate a high correlation between runoff components with land use (0.62) and soil texture (0.58), and a average correlations between groundwater recharge component with land use (0.32) and soil texture (0.34). Therefore, land use and soil texture were the first and second factors affecting the distribution of surface balance components, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Evapotranspiration
  • Groundwater recharge
  • Kramer's correlation coefficient
  • WetSpass model