تعریف واحدهای واکنش هیدرولوژیک پیوسته مکانی برای مدل‌سازی هیدرولوژیک در حوزه آبخیز کوهستانی با SWAT (مطالعه موردی: حوزه آبخیز طالقان)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران.

2 دانشیار دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استادیار دانشکده مرتع و آبخیزداری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

4 استاد پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران، ایران

5 استادیار دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

6 دانشیار دانشکده مرتع و آبخیزداری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

doi
10.22059/jrwm.2022.346096.1672
چکیده

مدل SWAT از پر کاربردترین مدل‌های شبیه‌سازی حوزة آبخیز و پیش‌بینی تأثیر اقدامات حفاظتی آبخیزداری می‌باشد. در این مدل، شبیه‌سازی فرآیندهای آبخیز بر پایه واحدهای واکنش هیدرولوژیک (HRUs) صورت می‌گیرد که از روی‌هم‌گذاری نقشه‌های کاربری/پوشش اراضی، خاک و شیب ایجاد می‌شوند. در حالی­که در فرآیند ایجاد HRUs، این واحدها ماهیت مفهومی پیدا کرده و موقعیت مکانی خود را از دست می‌دهند. این رویکرد برای شبیه‌سازی حوزه‌های آبخیز بزرگ و ناهمگن، از نظر کارایی محاسباتی مفید و اغلب اجتناب ناپذیر است. اما چنانچه هدف، مکان­یابی و ارزیابی اثربخشی روش­های مدیریتی بر رواناب، رسوب و آلاینده­ها در یک حوضه متوسط تا کوچک باشد، مشخص بودن مکان دقیق HRUs ضرورت دارد. هدف از این مطالعه، ارائه روشی برای مستقل/مکانی نمودن HRUs و مقایسه نتایج شبیه­سازی بر پایه آن با حالت استاندارد مدل بود. در این روش، با انجام پیش­پردازش­های اولیه در GIS و تخصیص اسامی منحصر به فرد به واحدهای خاک، ­ HRUs مستقل و مشخص مکانی تعریف می‌شود. مقایسه خروجی‌های مدل در حالت HRUs مکانی با حالت HRUs مفهومی (استاندارد مدل) برای حوزه آبخیز طالقان نشان داد که، نتایج بسیار مشابه می‌باشد و تفاوت معنی‌داری در خروجی‌های مدل مشاهده نمی‌شود. در اجرای مدل براساس حالت استاندارد، ضریب نش-ساتکلیف رواناب و رسوب شبیه­سازی شده در خروجی حوضه به­ترتیب 75/0 و 64/0 و در اجرای مدل براساس HRUs مکانی به­ترتیب 74/0 و 61/0 به­دست آمد. تعریف HRUs مکانی با روش پیشنهادی، خروجی‌های ملموس‌تر و کاربردی‌تری ارائه می‌نماید که برای شناسایی مناطق بحرانی حوضه و مکان‌یابی اقدامات حفاظتی نسبت به رویکرد HRUs مفهومی، مطلوب‌تر خواهد بود.