شبیه سازی هیدرولوژیکی

بروز چالش های اخیر در وضعیت منابع آبی حوضه آبریز زاینده رود، منجر به آن گردیده است که زاینده رود نیز از آلودگی آب در امان نماند و تامین آب با کیفیت مناسب به عنوان یک چالش اساسی در این حوضه محسوب گردد. از این رو ارائه یک الگوی کشت هدفمند از طریق کاهش اثرات جانبی آلودگی مصرف آب ناشی از فعالیت های کشاورزی برای حوضه آبریز رودخانه زاینده رود می تواند نقش موثری در مدیریت کمی و کیفی منابع آب حوضه ایفا نماید. برای این منظور مدل شبیه سازی هیدرولوژیکی (مدل WEAP) با مدل بهینه یابی اقتصادی تلفیق و در مرحله ی بعد، اثرات جانبی آلودگی آب با استفاده از مدل SWAT شبیه سازی و به عنوان ورودی و یک محدودیت زیست محیطی به مدل یکپارچه سطح حوضه اضافه شده است. داده های مورد نیاز این الگو به سه شیوه تحقیق پیمایشی، مطالعات و گزارشات اسنادی و استفاده از نظرات کارشناسان و خبرگان طی سال های آماری 91-1390 جمع آوری شد. نتایج پارامترهای هیدرولوژیکی در الگوی بهینه اقتصادی نشان داد که می توان با بکارگیری سیاست های حفاظت منابع آب، اثرات تغییر اقلیم در منطقه را تعدیل بخشید. همچنین مقایسه الگوی بهینه اقتصادی و اقتصادی-زیستی نشان داد که می توان ضمن بهبود بازده برنامه ای به میزان 12 میلیون ریال، میزان تلفات نیترات کمتر از حد مجاز در سطح حوضه را تحقق بخشید.

مقدمه و هدف: منابع آب در حوضه ی آبریز رودخانه زاینده رود به دلیل خشکسالی و اثرات تغییر اقلیم در دهه های اخیر به شدت کاهش یافته و معیشت کشاورزان در سطح حوضه را با چالش همراه ساخته است. از این رو ارائه یک الگوی کشت هدفمند در جهت افزایش رفاه کشاورزان با توجه به پارامترهای هیدرولوژیکی سطح حوضه می تواند نقش موثری در بهبود اوضاع هیدرولوژیکی و اقتصادی سطح حوضه ایفا نماید. مواد و روش ها : در این مطالعه مدل شبیه سازی هیدرولوژیکی (مدل WEAP) با مدل بهینه یابی اقتصادی با هدف بیشینه سازی بازده برنامه ای کشاورزان با یکدیگر تلفیق شده است. همچنین، جهت برآورد نیاز آبی و عملکرد محصولات تحت بررسی، از ماژول MABIA استفاده شد. یافته ها: نتایج نشان داد که در با بکارگیری الگوی کشت بهینه اقتصادی نسبت به شرایط کنونی، بازده برنامه ای برای مناطق نجف آباد، مهیار شمالی، لنجانات، کوهپایه-سگزی، اصفهان-برخوار و بن-سامان به ترتیب 14، 5، 15، 18، 15 و 20 میلیون ریال در هکتار افزایش خواهد یافت. هم چنین، با افزایش سهم بکارگیری فناوری های نوین آبیاری در الگوی بهینه نسبت به الگوی کنونی، پارامترهای هیدرولوژیکی سطح حوضه از جمله مقدار تقاضای تأمین نشده آب حدود 14 درصد کاهش و درصد قابلیت اطمینان تأمین تقاضای آب حدود 2 درصد بهبود خواهد یافت. بحث و نتیجه گیری: نتایج این مطالعه نشان می دهد که می توان با بکارگیری یک الگوی کشت بهینه، تضاد دو هدف اقتصادی و هیدرولوژیکی را مرتفع و بهبود شرایط اقتصادی و هیدرولوژیکی سطح حوضه را ممکن ساخت.

تغییرات آب و هوایی یکی از بزرگ ترین چالش های پیش روی بشریت است که علوم مرتبط با طبیعت و محیط زیست را تحت تأثیر قرار می دهد. تغییرات در پارامترهای تأثیرگذار در تغییرات اقلیمی سبب شده است تا پاسخ های هیدرولوژیک حوضه های آبخیز تحت تأثیر قرارگرفته و این پدیده بر روی کمیت و کیفیت منابع آب سطحی همچون دریاچه ها، آبگیرها و مخازن سدها تأثیر می گذارد. امروزه توسعه و پیشرفت فناوری های رایانه ای و محاسباتی تأثیر بسزایی در مدل سازی های هیدرولوژیکی داشته است. در سال های اخیر مدل های مفهومی و فیزیکی بر اساس خصوصیات حوضه های آبریز برای سیستم های هیدرولوژیکی موردتوجه محققان قرارگرفته است. با توجه به وجود آمدن این گونه پیشرفت ها، پیچیدگی هایی درروند مدل سازی های هیدرولوژیکی به وجود خواهد آمده است. پیش بینی های صحیح مدیریتی در زمینه منابع آب با توجه به کمبود ذخایر آبی، از مباحث موردتوجه در نهادهای متولی مدیریت منابع آب است که باید از مدل های شبیه ساز با دقت بالا به منظور برآوردها و برنامه ریزی های بلندمدت استفاده کرد. با توجه به بحران و کمبود ذخایر آبی در ایران، زیر حوضه آبریز بالادست سد زاینده رود به عنوان مطالعه موردی در این تحقیق انتخاب شده و فرآیندهای هیدرولوژیکی در زیر حوضه های بالادست سد زاینده رود شبیه سازی شده و جریان ورودی به مخزن سد زاینده رود برآورد گردید. بدین منظور از مدل ارزیابی آب وخاک SWAT به منظور شبیه سازی فرایند بارش-رواناب و درنهایتبرآورد جریان ورودی به مخزن مورداستفاده قرارگرفته است. بر اساس رواناب خروجی از سه زیر حوضه بوئین-دامنه، قلعه شاهرخ-چلگرد و چادگان-چشمه شبیه سازی شده نتایج قابل قبولی برای شبیه سازی در سه زیر حوضه مذکور توسط مدل نشان داده شد و از جمع جبری سه رواناب جریان ورودی برآورد شد که ضرایب خطای یادشده برابر 86/0 به دست آمده است. این نتیجه نمایانگر دقت بالای مدل ها در شبیه سازی است.