ارزیابی میزان حساسیت پارامترهای مدل تجربی MPSIAC بر رسوبدهی حوزه آبخیز
نویسندگان
1 گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 گروه مهندسی طبیعت، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران
3 گروه مهندسی طبیعت، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب، دانشگاه شیراز، ایران
doi
10.22034/iwm.2024.2016898.1117چکیده
چکیده مبسوطمقدمه: مطالعه فرسایش و رسوب یکی از پارامترهای اصلی و جزء تفکیکناپذیر مطالعات آبخیزداری یک حوزه آبخیز به شمار میرود. روشهای جلوگیری از پدیده فرسایش و رسوب، پیکره برنامهریزی مدیریت حوزه آبخیز را تشکیل میدهد. از طرفی عدم وجود آمار دقیق از مقدار فرسایش و رسوب، استفاده از مدلهای برآورد فرسایش و رسوب را اجتنابناپذیر میکند. چنین مدلهایی اغلب منطقهای بوده و در سایر مناطق میتواند بازه عدم قطعیت زیادی داشته باشد. یکی از دستاوردهای مهم مدلسازی فارغ از نوع آن، کمک به تحلیل فرایندهای طبیعی در حوزه آبخیز است. از طرفی آگاهی از فرایندهای فرسایش و رسوب در یک منطقه میتواند گام مؤثری در مدیریت، برنامهریزی و اولویتبندی منابع موجود باشد. بهطورکلی در این تحقیق سعی شده تا با آنالیز حساسیت مدل تجربی پسیاک اصلاحشده (مدل برآورد فرسایش و رسوب) نسبت به پارامترهای بهکاررفته در آن، حساسیت مدل نسبت به تغییرات پارامترهای آنها شناسایی و تأثیر آنها بر رسوبدهی مشخص شود. از طرفی با مشخص شدن پارامترهای زمینی و جوی تأثیرگذار میتوان به اولویتبندی میزان اثرگذاری آنها بر میزان رسوبدهی آبی منطقه اقدام نمود.مواد و روشها: آنالیز حساسیت روشی است که به وسیله آن، اثر تغییر ضرایب پارامترهای موجود در مدلها را بر خروجی مدل میتوان بررسی نمود و نیز روابط بین متغیرهای مدل با یکدیگر را تعیین و پارامترهای مؤثر بر خروجی مدل را اولویتبندی کرد. آنالیز حساسیت را میتوان در مرحله واسنجی مورد استفاده قرار داد، بهگونهای که موجب دقت نتایج و صرفهجویی در وقت و هزینه گردد. بدین منظور با استفاده از استاندارد نمودن پارامترهای 9 گانه مدل، میزان رسوبدهی از طریق تغییر مقادیر هر یک از پارامترها بین حد پایین و بالای آن برآورد گردید و پارامتر دیگر (یا پارامترهای دیگر) در میانگین خود ثابت و با هر تغییر، دبی رسوب محاسبه گردید.نتایج و بحث: در تحلیل نتایج، میزان شیب منحنیهای استانداردشده پارامترهای مختلف نسبت به متغیر وابسته (رسوب ویژه) در نظر گرفته میشود؛ بهطوریکه هر قسمت از منحنی که تغییرات شیب بیشتری داشته باشد، حاکی از آن است که مدل نسبت به تغییرات جزئی آن پارامتر در آن بازه حساستر است. نتایج حاصل از این آنالیز حساسیت حاکی از تأثیرگذاری بالای فاکتور شیب و حجم رواناب در رسوبدهی است؛ بهطوریکه تأثیر مقادیر پارامتر شیب تا حدود شیب 15 درصد در خروجی مدل از دیگر پارامترها کمتر ماست، از طرفی با بالا رفتن مقدار شیب وضعیت تغییر کرده بهطوریکه میتوان گفت شیبهای بالا (بیش از 15 درصد)، بیشترین تأثیر را در میزان رسوب تولیدی حوزه آبخیز دارند. تأثیر عامل رواناب نیز بهیکباره در مقادیر دبیهای بالا شیب تندی به خود گرفته است.نتیجهگیری: پس از تفسیر و مطالعه گرافهای حاصل از تغییرات رسوب ویژه و پارامترهای استانداردشده مؤثر بر مقدار خروجی، پارامترهایی که گرافهایی با بیشترین مقدار شیب را نشان دادند؛ بهعنوان مؤثرترین پارامترهای تأثیرگذار بر رسوبدهی حوزه آبخیز انتخاب شدند. بهعبارتدیگر، مدل نسبت به تغییرات جزئی در میزان دبی اوج ویژه در مقادیر بالاتر از 20 مترمکعب بر ثانیه در کیلومترمربع حساسیت بالایی را از خود نشان میدهد. لذا توجه به اقدامات مدیریتی در دامنهها بهصورت تلفیقی (بیومکانیکی) در جهت تعدیل شیب دامنه و کاهش حجم رواناب میتواند گامی مؤثر در جهت کاهش رسوبدهی حوزه آبخیز به شمار آید. این اقدام با توجه به ماهیت فیزیکی هر حوزه آبخیز میتواند در دامنههای منتهی به سرشاخهها صورت پذیرد. لذا در تفسیر نتایج تحقیق حاضر میتوان نقش فاکتورهای زمینی مثل شیب و به دنبال آن رواناب را در فرسایشپذیری و تولید رسوب در حوزههای آبخیز را بسیار بااهمیت دانست. البته لازم به ذکر است که پارامترهای اقلیمی بهطور مستقیم و غیرمستقیم در میزان دبی اوج سیل تأثیرگذار بوده و نباید از اهمیت و تأثیرگذاری آنها در سیلخیزی و به دنبال آن فرسایشپذیری حوزه آبخیز غافل شد.