مروری جامع بر مطالعات مدل‏سازی تلفیقی منابع آب سطحی و آب زیرزمینی با استفاده از مدل‏های SWAT وMODFLOW

نویسندگان

1 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

2 موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی ، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

3 موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

doi
10.22126/atwe.2025.11367.1144
چکیده

هدف: هدف این مطالعه بررسی جامع مطالعات انجام شده مدل‏سازی منابع آب سطحی و زیرزمینی با استفاده از مدل‏های SWAT، MODFLOW و SWAT-MODFLOW و تجزیه‌وتحلیل محدودیت‏ها و قابلیت‏ آن‏ها بود. روش پژوهش: تیم تحقیقاتی با انتشار یک محیط آنلاین در میان همکاران ساخته شد. پروژه در محیط آنلاین تشریح و مراحل انجام کار توضیح داده شد. نمونه مقالات شامل 235 مقاله از پایگاه‌های اطلاعاتیSID ،Magiran ، ScopusوScinceDirect با کلید واژه‌های "SWAT"، "MODFLOW"، "SWAT-MODFLOW" تا سال 1403 بود. عناوین مقالات، چکیده‌ها و در صورت نیاز، بخش‌هایی از مقالات مطالعه شد تا به سوال اصلی مطالعه یعنی بررسی محدودیت‏ها و قابلیت‏های مدل‏سازی منابع آب سطحی و آب زیرزمینی پاسخ داده شود. یافته‌ها: بررسی‏ها نشان داده است که عدم قطعیت در تعیین پارامتر  تغذیه آب زیرزمینی، به‏ میزان قابل‌توجهی در نتایج شبیه‏سازی جریان آب زیرزمینی و برآورد مؤلفه‏های بیلان آب تأثیر خواهد داشت. از روش‏ها و مدل‏های متنوعی برای تعیین میزان تغذیه آب‏های زیرزمینی ناشی از نفوذ عمقی و جریانات برگشتی آبیاری مانند SWAT ، WATLAC،HEC_HMS ، HYDRUS، MOBIDIC و... استفاده شده است. این مدل‏ها غالباً در ترکیب با مدل آب زیرزمینی MODFLOW برای افزایش دقت در شبیه‏سازی سطح آب زیرزمینی و اثربخشی سناریوهای مختلف برداشت توأمان از منابع آب سطحی و زیرزمینی بر مؤلفه‏های بیلان آب استفاده شده است. به‌طورکلی بررسی‏ها نشان داده است که مدل SWAT به‏عنوان یک مدل جامع شبیه‏سازی آب‏های سطحی برای برآورد تغذیه و تبخیر و تعرق واقعی در مقیاس حوضه آبریز است؛ به‏طوری که تأثیر مقادیر تغذیه حاصل از مدل SWAT به‏عنوان یکی از مهم‏ترین مؤلفه‏های ورودی مدل‏‏های آب‏ زیرزمینی در شبیه‏سازی تراز سطح ایستابی و مؤلفه‌های بیلان آب زیرزمینی با استفاده از مدل MODFLOW به‏عنوان یک مدل جامع و یکپارچه منابع آب سطحی و زیرزمینی (SWAT-MODFLOW) در اکثر مطالعات تأیید شده است. درمجموع نتایج تحقیقات نشان می‏دهد از مدل تلفیقی SWAT-MODFLOW می‏توان به‏عنوان یک ابزار کاربردی در تبیین الگوی بهره‌برداری مناسب از منابع آب تلفیقی سطحی و زیرزمینی تحت‌تأثیر سناریوهای مختلف مدیریتی استفاده کرد. نتیجه‌گیری: بررسی این مطالعه بینش عمیقی در استفاده از مدل‏های آب سطحی و زیرزمینی را در اختیار محققین، پژوهشگران و مدیران قرار می‏دهد تا بتوانند بر اساس داده‏ها و ابزارهای موجود و متناسب با اهداف مطالعات و چالش‏های موجود در مناطق مختلف، بهترین ابزار‏ها را به کار گیرند تا عدم قطعیت و خطاهای مدل‏سازی را به حداقل برسانند. به‌طورکلی استفاده از این مدل‏ها می‏تواند به‏عنوان راهنمای تخصیص بهینه و پایدار منابع آب سطحی و زیرزمینی در حوضه‏های رقابتی و بسیار شکننده مورد استفاده قرار گیرد.