مدلسازی یکپارچه آب سطحی و زیرزمینی در مناطق متکی بر سیستم کشاورزی آبی با استفاده از مدل SWAT-MODFLOW (مطالعه موردی: حوضه آبریز نیشابور)
نویسندگان
1 فردوسی مشهد
2 فارغالتحصیل دکتری گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد
3 استاد گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد
4 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد
doi
10.22067/jsw.v0i0.74658چکیده
در سالهای اخیر، مناطق خشک و نیمه خشک با مشکل تخلیهی شدید منابع آب زیرزمینی به دلیل برداشت بی رویه از آنها رو به رو شدهاند. همچنین، آب سطحی و زیرزمینی در بسیاری از جوانب در ارتباط و تعامل مشترک بودهاند. بنابراین، پیشرفت جامع و طولانی مدت راهکارهای مدیریت آب جهت پیادهسازی روشهایی برای حل مشکلات خصوصاً در حوضههای بزرگ مقیاس، امری ضروری است. در تحقیق حاضر، چارچوب یک مدل تلفیقی آب سطحی و زیرزمینی جهت تسریع مدیریت منابع آب در حوضه خشک و نیمه خشک نیشابور و تحت آبیاری متمرکز از آب زیرزمینی، ارائه شده است. مدل اخیراً توسعه یافته تلفیقی SWAT-MODFLOW به صورت روزانه، آب زیرزمینی پمپ شده را از مدل MODFLOW جهت آبیاری مزارع تحت کشت به مدل SWAT منتقل کرده و با نفوذ عمقی از زیر پروفایل خاک، به عنوان تغذیه به مدل MODFLOW وارد میکند. واسنجی مدل SWAT-MODFLOW برای 9 سال (2009-2001) و صحتسنجی برای 2 سال (2011-2010) با استفاده از نتایج مدل در ایستگاههای هیدرومتری آب سطحی و تراز آب زیرزمینی در چاههای مشاهداتی آبخوان حوضه نیشابور به صورت روزانه انجام شد. نتایج نشان داد که در مرحله واسنجی رواناب ماهانه، ضرایب p-factor، r-factor، R2 و NS که به منظور ارزیابی توانایی مدل SWAT در شبیهسازی رواناب به کار برده شد، در خروجی حوضه به ترتیب حدود 36/0، 21/0، 85/0 و 84/0 و در مرحله اعتبارسنجی به ترتیب 29/0، 83/0، 70/0 و 65/0 بوده است. بیشترین نرخ نفوذ در ماههای اسفند و بهمن و کمترین نرخ نفوذ در ماههای شهریور و مهر اتفاق افتاده است. همچنین از نظر توزیع مکانی، این مقدار تغذیه بیشتر در مخروط افکنهها و مناطق آبرفتی اتفاق میافتد. با بررسی مقدار میانگین سطح ایستابی آب زیرزمینی مشاهدهای و شبیهسازی شده برای دورهی 2001 تا 2011 و برای 48 چاه مشاهداتی مشخص شد که میزان خطا برای 78% از نقاط، کمتر از 2 متر میباشد و تنها 3 چاه خارج از بازه %15± خطا قرار دارد. همچنین سطح ایستابی در سالهای اخیر به شدت روند کاهشی نشان داده است که علت آن برداشت بیرویه آب از چاهها در دوره مورد بررسی بوده است. به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که مدل تلفیقی توسعه یافته SWAT-MODFLOW میتواند در سایر حوضههای خشک و نیمه خشک که آبیاری آنها عمدتاً از آبخوان انجام میشود، استفاده گردد. علاوه بر این، این مدل میتواند جهت مطالعات مدیریت پایدار منابع آب در دهههای آینده مورد استفاده قرار گیرد.