عبدالمحمد غفوری روزبهانی

ضرورت آگاهی از وضعیت منابع آب و نزولات جوی در حوضه های آبریز مختلف برای اجرای طرح های آبی از یک سو و وجود نداشتن شبکة مناسبی از ایستگاه های اندازه گیری پارامترهای هواشناسی و آبشناسی از سوی دیگر، اهمیت استفاده از روش های غیرمستقیم برای شبیه سازی جریان و محاسبه حجم رواناب در حوضه های آبریز را بیش از پیش آشکار میسازد. در بین روش های غیرمستقیم، فنون پیشرفته ای نظیر سنجش از دور (RS) و سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، که امکان اطلاع از شرایط حوضه از جنبه های مختلف و تجزیه و تحلیل سریع تر و دقیق تر این اطلاعات را میسر ساخته اند، جایگاه ویژه ای در مطالعات هیدرولوژیکی و منابع آب یافته اند. این موضوع بر تعداد مدل های فیزیکی توزیعیافتة مکانی در بستر GIS که در آنها اطلاعات مکانی به صورت واحدهای در سطح پیکسل در کنار داده های هیدرولوژی قرار میگیرند و امکان درک و بیان فرایندهای پیچیده و پویا را فراهم میآورند، افزوده است. مدل WetSpa نمونه ای از این مدل های هیدرولوژیکی توزیعیافتة مکانی است که با هدف رسیدن به راهبردهای مدیریت پایدار آبخیز طراحی و ساخته شد. WetSpa براساس شبکه سلولی و در مقیاس حوضه آبریز عمل میکند و در نتیجه عملکرد آن به صورت پیوسته است. در پژوهش حاضر ابتدا جریان روزانة رودخانه حوضه مرک کرمانشاه ـ با مساحت 1380 کیلومترمربع ـ با استفاده از مدل WetSpa در محیط GIS و با شرایط کاربری اراضی فعلی شبیه سازی شده و بعد از کالیبراسیون و اعتبارسنجی مدل به تحلیل تأثیرات تغییرکاربری بر روی جریان ـ به ویژه دبی پیک جریان ـ پرداخته شد. برای این منظور نقشة کاربری بهینه حوضه با استفاده از مدل آمایش سرزمین مخدوم تولید شد و مجدداً جریان رودخانه به وسیله مدل شبیه سازی گردید. نتایج حاصل از به کارگیری مدل WetSpa در حوضه آبریز مرک دقتی معادل 77 درصد را براساس ضریب ناش ـ ساتکلیف (NS) نشان میدهد. همچنین شبیه سازی جریان رودخانه تحت سناوریوی کاربری بهینه نشان داد که هیدروگراف جریان رودخانة با تأخیر به اوج خود میرسد و در مقایسه با هیدروگراف کاربری فعلی دیرتر فروکش میکند. افزون بر اینها، دبی اوج هیدروگراف نیز بعد از تغییر کاربری بهینه پایین تر آمده است.

از اهداف مهم هیدرولوژی، پیش­بینی کمی فرایند بارش- رواناب و انتقال آن به نقطه خروجی و در نهایت تعیین میزان دبی عبوری در خروجی حوضه است. هدف تحقیق حاضر بررسی دقت، صحت و اعتبار روش های زمان ـ سطح و هیدروگراف واحد لحظه ای کلارک در برآورد هیدروگراف سیلاب از نظر شکل، دبی پیک، زمان تا پیک، زمان پایه و حجم هیدروگراف در هر رگبار بارش با شدت و مدت معین مـی باشد. برای این منظور ابـتدا با استـفاده از نقشه توپوگرافی منطقه مورد مطالعه و نرم­افزار ILWIS نقشه خطوط همزمان تمرکز و مرکز ثقل حوضه به دست آمد. سپس با استفاده از داده های باران نگار و انتخاب رگبار مناسب، هیدروگراف سیل مربوط به هر رگبار با استفاده از روش های زمان ـ سطح و هیدروگراف واحد لحظه ای کلارک به دست آمد و نتایج با هیدروگراف ثبت شده مربوطه در انتهای حوضه مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج این بررسی نشان می دهد که اگر چه نتایج هر دو روش برای محاسبه هیدروگراف خروجی با خطا همراه است، ولی در مجموع می توان گفت که روش کلارک نتایج بهتری نسبت به روش زمان ـ سطح ارائه می­کند و می توان از این روش برای محاسبه هیدروگراف ناشی از یک رگبار در حوضه های بدون آمار استفاده کرد.