حامد روحانی

به منظور مدیریت بهینه حوضه های آبخیز، به ویژه در حوضه های آبخیز کوهستانی که فاقد ایستگاه های هیدرومتری به تعداد کافی اند، شبیه سازی پدیده های هیدرولوژیکی دارای اهمیت فراوانی است. هدف از این تحقیق، بررسی قابلیت شبیه سازی هیدرولوژیک و ارزیابی مدل نیمه توزیعی فیزیکی SWAT (Soil and Water Assessment Tool) در حوضه طالقان با انواع خاک و کاربری های مختلف است. بدین منظور داده های آب و هواشناسی، کاربری اراضی و مدل رقومی ارتفاع منطقه تحقیق مطابق با استانداردهای مدل تهیه شد و برای تحلیل حساسیت پارامترهای مدل و همچنین واسنجی و اعتبارسنجی، مورد استفاده قرار گرفت. تحلیل حساسیت مدل بر اساس روش لاتین هایپرکیوب (LH_OAT) به منظور ارزیابی تغییرپذیری دبی رواناب در واکنش به تغییرات پارامترهای ورودی انجام شد. تحلیل حساسیت نشان داد که پارامتر شماره منحنی (CN) مهم ترین فاکتور و پارامترهای ظرفیت آب قابل دسترس در لایه خاک (SOL_AWC)، پارامتر درجه حرارت ذوب برف (SMTMP) و پارامتر جبران تبخیر از خاک (ESCO) به ترتیب حساسیت بیشتری دارند. واسنجی مدل برای دوره زمانی 1997 تا 2002 انجام گرفت، و اعتبارسنجی مدل برای دوره زمانی 2003 تا 2005. کارایی مدل با استفاده از مقایسه بصری پلات های سری زمانی و شاخص های آماری شامل ناش ـ ساتکلیف (NS)، ضریب تعیین (2R)، و درصد انحراف (PBIAS) و همچنین آزمون هم قوارگی ارزیابی گردید. در مرحله واسنجی رواناب ماهانه، ضرایب NS و 2R و PBIAS در محل ایستگاه گلینک (خروجی حوضه) به ترتیب برابر 8/0، 93/0 و 8/14- و در مرحله اعتبارسنجی 84/0، 88/0 و 2- به دست آمدند. نتایج آزمون t نیز نشان داد که در سطح اعتماد 95 درصد، اختلاف معنی داری بین مقادیر مشاهده شده و مقادر شبیه سازی در مراحل واسنجی و اعتبارسنجی وجود ندارد. در مجموع، نتایج تحقیق حاکی از آن اند که مدل قابلیت بالایی برای پیش بینی دبی جریان ماهانه حوضه طالقان دارد.

با توجه به احداث سد در خروجی حوضة آبخیز هراز با مساحت 401 هزار و 927 هکتار، شبیه سازی رواناب و رسوب حاصل از بارش حایز اهمیت است. برای این منظور، از الگوی SWAT استفاده شد. واسنجی الگو به منظور شبیه سازی رواناب برای سال های 1995 تا 2004 انجام گرفت و با استفاده از نمایه های آماریR2، NS و MSE ارزیابی شد. نتایج نشان داد مقادیر آماره ها به ترتیب در ایستگاه های کره سنگ 80/0، 77/0 و 93/20، چلاو 75/0، 73/0 و23/1، رزن 79/0، 75/0 و 91/5 و پنجاب 68/0، 55/0 و 7/2 بود. همچنین، واسنجی رسوب در ایستگاه کره سنگ برای سال های 2002 تا 2006 صورت گرفت و به ترتیب مقادیر آماره ها 61/0، 60/0 و 60 هزار تن به دست آمد. به منظور اعتبارسنجی نتایج، این الگو برای سال های 2005 تا 2009 اجرا شد. مقادیر ضرایب آماریR2،NS و MSE به ترتیب در ایستگاه های کره سنگ 87/0، 75/0 و 17/10، چلاو 83/0، 77/0 و 21/0، رزن 81/0، 72/0 و 34/1 و پنجاب 75/0، 70/0 و 67/0 بود. برای اعتبارسنجی بار رسوب نیز از آمار سال های 2007 و 2008 استفاده شد که به ترتیب مقادیر 68/0، 53/0 و 136 هزار تن به دست آمد. نتایج نشان دهندة زیاد بودن دقت شبیه سازی دبی جریان به ترتیب در ایستگاه های کره سنگ، رزن، پنجاب و چلاو است.

جامعه انسانی و گستره طبیعی به طور فزاینده ای به مناطق آسیب پذیر در مقابل بلایای طبیعی مانند سیل تبدیل شده اند. این وضعیت در دو دهه گذشته به ویژه در استان گلستان به خصوص حوضه آبخیز قورچای که یکی از مهم ترین مناطق سیل خیز استان که در چند سال گذشته سیل های مخرب و ویرانگری به وقوع پیوسته است، تشدید شده است. با توجه به منابع محدود مالی، اولویت بندی مکانی اجرای پروژه های آبخیزداری در مناطق با پتانسیل سیل خیزی بالاتر سبب افزایش حداکثری نتایج می شود. ازآنجاکه پارامترهای متعدد کمی و کیفی بر پتانسیل سیل خیزی تأثیرگذار هستند و بعضاً متضاد با یکدیگر، انتخاب مناطق حساس دشوار و پیچیده می باشد. از طرف دیگر با توجه به عدم قطعیت در تصمیم گیری به دلیل خطای موجود در دقت داده های پایه و نظرات متضاد کارشناسی، برای بررسی اهمیت نسبی معیارها و زیرمعیارها یک فرایند دومرحله ای برای حل مسئله ارائه شده است. در الگوریتم پیشنهادی ابتدا با روش بردار ویژه و آنتروپی اهمیت نسبی معیارها تعیین سپس روش بازنمونه گیری بوت استرپ به منظور به روزرسانی ماتریس اولیه با توجه به وزن های اولیه محاسبه شده استفاده گردید. سپس ماتریس تشکیل شده با روش ویکور بی وزن شده و مناطق بحرانی ازنظر پتانسیل سیل خیزی اولویت بندی شد. مزیت روش ویکور نسبت به سایر روش های تصمیم گیری چند متغیره استفاده از داده های خام در سطح زیر معیارها و بدون در نظر گرفتن نظرات کارشناسی است.