بررسی کارایی مدل SWAT در تحلیل مکانی رواناب در حوزه‌های آبخیز فاقد داده‌های محلی خاک (مطالعه موردی : حوزه آبخیز دامغانرود)

Abstract

رواناب در اقلیم‎ نیمه‎خشک سبب ایجاد سیلاب‎های خطرناکی می­شود. بنابراین تجزیه و تحلیل مکانی رواناب برای مدیریت بحران ضروری به نظر می‎رسد. مدل­های هیدرولوژیکی­ ابزارهایی بوده که به منظور شبیه‎سازی فرآیندهای مرتبط با چرخه آب و پیش­بینی رخدادهای آینده استفاده می‎شوند. در این بین، SWAT یکی از رایج­ترین این مدل­ها است که از مهمترین ورودی‎ها آن نقشه و اطلاعات خاک حوزه آبخیز می‎باشد. از طرف دیگر نقشه­های خاک هم از لحاظ کیفی و کمی در بسیاری از حوزه­های آبخیز در دسترس نیستند. هدف اصلی از این پژوهش تحلیل مکانی رواناب با استفاده از داده جهانی خاک بوسیله مدل هیدرولوژیکی SWAT در حوزه آبخیز دامغانرود در استان سمنان است. بدین منظور داده‎های اقلیمی در دوره زمانی سال‏های 2008 تا 2018 میلادی برای شبیه‎سازی رواناب استفاده شد. در این دوره زمانی داده­های سال‏های 2010 تا 2014 برای واسنجی و سال‎های 2015 تا 2018 برای اعتبارسنجی مدل استفاده شد. تحلیل حساسیت، واسنجی، اعتبارسنجی و عدم قطعیت مدل در نرم افزار SWAT-CUPبا استفاده از الگوریتم SUFI-2 انجام شد. ارزیابی مدل با استفاده از آماره‎های ضرایب تبیین (R2) و ناش ساتکلیف (NS) انجام شد. پارامترهای شماره منحنی، متوسط طول شیب، ضریب زبری کانال مانینگ، هدایت هیدرولیکی اشباع خاک به عنوان پارامترهای حساس تعیین شدند. مقادیر آماره­های R2 و NS برای مرحله واسنجی مدل به ترتیب، 48/0، 47/0 و برای مرحله اعتبارسنجی به ترتیب 46/0، 45/0 بدست آمد. نتایج نشان داد عملکرد مدل در شبیه‎سازی رواناب با داده جهانی خاک قابل قبول بوده است. تحلیل مکانی رواناب با استفاده از روش میانگین وزنی رواناب به ازای واحد سطح انجام گرفت. نتایج تحلیل مکانی رواناب براساس میانگین وزنی رواناب نشان داد که مهم‏ترین زیرحوضه در تولید رواناب زیرحوضه شماره 5 (دارای کمترین فاصله به نقطه خروجی) و کم ‌اهمیت‎ترین آنها زیرحوضه­های 1 و 11 (دارای بیشترین فاصله از نقطه خروجی) بودند. بنابراین نتایج نشان داد که پارامترهای موثر در اولویت‎بندی رواناب شامل موقعیت مکانی زیرحوضه‎ها و کاربری اراضی بودند. نتایج کلی تحقیق نشان داد که مدل SWAT درتحلیل مکانی رواناب حوزه آبخیز به دلیل تقسیم‎بندی حوضه به واحدهای همگن امکان شناسایی مناطق بحرانی تولید رواناب را دارد.