دوره 14، شماره 28 - ( پاییز و زمستان 1402 )
جلد 14 شماره 28 صفحات 100-89 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Bakhtiarifar A, Albaji M, Golabi M, Boroomand nasab S, Shahnazari A. (2023). Evaluation of Runoff and Sediment Changes under the Influence of Irrigation Water Reduction using SWAT Model (Study area: Dez River Irrigation and Drainage Network). J Watershed Manage Res. 14(28), 89-100. doi:10.61186/jwmr.14.28.89
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1207-fa.html
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1207-fa.html
بختیاری فر عباس، الباجی محمد، گلابی مونا، برومند نسب سعید، شاهنظری علی. ارزیابی تغییرات رواناب و رسوب تحت تأثیر کاهش آب آبیاری با استفاده از مدل SWAT (منطقه مورد مطالعه: شبکه آبیاری و زهکشی رودخانه دز) پژوهشنامه مديريت حوزه آبخيز 1402; 14 (28) :100-89 10.61186/jwmr.14.28.89
1- رشته آبیاری و زهکشی، گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز
2- گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز
3- گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
2- گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز
3- گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
چکیده: (1475 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: در سال‌های اخیر، استفاده از مدل SWAT به‌عنوان ابزاری متداول برای شبیه‌سازی دبی جریان، تولید رسوب و ارزیابی سناریوهای مختلف برای کاهش تولید رسوب و رواناب مورد استفاده قرار گرفته است. پژوهش حاضر نیز با هدف ارزیابی تغییرات رواناب و رسوب تحت تأثیر کاهش آب آبیاری استفاده از مدل SWAT در شبکه آبیاری و زهکشی رودخانه دز صورت گرفته است.
مواد و روش: واسنجی و اعتبارسنجی مدل برای شبیه‌سازی رواناب (ایستگاه‌های شوشتر، عرب اسد، پل شاوور، حرمله و بامدژ) و رسوب (ایستگاه‌های شوشتر، پل شاوور، حرمله و بامدژ) با استفاده از داده‌های آماری سال‌های 1995 تا 2012 میلادی و 2013 تا 2017 میلادی انجام شد. نتایج شبیه‌سازی نیز با استفاده از ضرایب R2 و NSE مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس سناریوهای 10، 20 و 30 درصد کاهش آب آبیاری برای ارزیابی تأثیر آن‌ها بر رواناب و رسوب منطقه مورد مطالعه به مدل معرفی شد.
یافته‌ها: نتایج حاصل از ارزیابی مدل با استفاده از ضرایب R2 و NSE نشان‌دهنده عملکرد مناسب مدل در شبیه‌سازی پارامترهای مذکور می‌باشد. نتایج حاصل از ارزیابی سناریوهای کاهش 10، 20 و 30 درصدی آب آبیاری نشان می‌دهد، که اعمال سناریو 10 درصد کم‌ترین تأثیر را بر میزان رسوب داشته است. از طرفی اعمال سناریو 30 درصد کاهش آب آبیاری موجب افزایش رواناب (60-30 درصد) به‌دلیل کاهش برداشت از رواناب برای مصارف آبیاری و به تبع آن افزایش میزان رسوب (50-20 درصد) شبکه آبیاری و زهکشی رودخانه دز می‌شود. نتایج به‌دست آمده حاکی از آن است که افزایش میزان رواناب حوضه به‌خصوص در فصول پرآب موجب افزایش فرسایش و بالتبع آن افزایش رسوب در حوضه شده است. بنابراین می‌توان بیان نمود که زمان اعمال سناریو و ویژگی‌های خاک منطقه مؤثرترین مولفه بر میزان رواناب و رسوب حوضه میباشند.
نتیجه‌گیری: مطابق نتایج به‌دست‌آمده با توجه به تأثیر رواناب بر فرسایش و میزان رسوب موجود در یک حوضه استفاده از روش‌های کنترل و کاهش رواناب نظیر عملیات آبخیزداری، سازه‌های مهار و ذخیره رواناب و استفاده از روش‌های نوین آبیاری برای جلوگیری از کاهش فرسایش خاک امری ضروری می‌باشد. چرا که روش‌های سنتی آبیاری علاوه‌بر تلفات آب، موجب کاهش حاصل‌خیزی خاک و افزایش رسوب در زه‌آب خروجی اراضی کشاورزی می‌شوند. در اراضی که به‌روش‌های سنتی آبیاری می‌شوند، در بعضی مواقع مقدار آب مصرفی بیش‌تر از ظرفیت نفوذ خاک می‌باشد. که این امر موجب فرسایش لایه سطحی خاک توسط رواناب تاشی از تجمع آب می‌شود. بنابراین رویکرد‌های مدیریت زراعی در حوضه‌های مستعد فرسایش خاک بایستی برروی روش‌های نوین آبیاری با حداقل خروجی رواناب و زه‌آب متمرکز گردد.
مقدمه و هدف: در سال‌های اخیر، استفاده از مدل SWAT به‌عنوان ابزاری متداول برای شبیه‌سازی دبی جریان، تولید رسوب و ارزیابی سناریوهای مختلف برای کاهش تولید رسوب و رواناب مورد استفاده قرار گرفته است. پژوهش حاضر نیز با هدف ارزیابی تغییرات رواناب و رسوب تحت تأثیر کاهش آب آبیاری استفاده از مدل SWAT در شبکه آبیاری و زهکشی رودخانه دز صورت گرفته است.
مواد و روش: واسنجی و اعتبارسنجی مدل برای شبیه‌سازی رواناب (ایستگاه‌های شوشتر، عرب اسد، پل شاوور، حرمله و بامدژ) و رسوب (ایستگاه‌های شوشتر، پل شاوور، حرمله و بامدژ) با استفاده از داده‌های آماری سال‌های 1995 تا 2012 میلادی و 2013 تا 2017 میلادی انجام شد. نتایج شبیه‌سازی نیز با استفاده از ضرایب R2 و NSE مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس سناریوهای 10، 20 و 30 درصد کاهش آب آبیاری برای ارزیابی تأثیر آن‌ها بر رواناب و رسوب منطقه مورد مطالعه به مدل معرفی شد.
یافته‌ها: نتایج حاصل از ارزیابی مدل با استفاده از ضرایب R2 و NSE نشان‌دهنده عملکرد مناسب مدل در شبیه‌سازی پارامترهای مذکور می‌باشد. نتایج حاصل از ارزیابی سناریوهای کاهش 10، 20 و 30 درصدی آب آبیاری نشان می‌دهد، که اعمال سناریو 10 درصد کم‌ترین تأثیر را بر میزان رسوب داشته است. از طرفی اعمال سناریو 30 درصد کاهش آب آبیاری موجب افزایش رواناب (60-30 درصد) به‌دلیل کاهش برداشت از رواناب برای مصارف آبیاری و به تبع آن افزایش میزان رسوب (50-20 درصد) شبکه آبیاری و زهکشی رودخانه دز می‌شود. نتایج به‌دست آمده حاکی از آن است که افزایش میزان رواناب حوضه به‌خصوص در فصول پرآب موجب افزایش فرسایش و بالتبع آن افزایش رسوب در حوضه شده است. بنابراین می‌توان بیان نمود که زمان اعمال سناریو و ویژگی‌های خاک منطقه مؤثرترین مولفه بر میزان رواناب و رسوب حوضه میباشند.
نتیجه‌گیری: مطابق نتایج به‌دست‌آمده با توجه به تأثیر رواناب بر فرسایش و میزان رسوب موجود در یک حوضه استفاده از روش‌های کنترل و کاهش رواناب نظیر عملیات آبخیزداری، سازه‌های مهار و ذخیره رواناب و استفاده از روش‌های نوین آبیاری برای جلوگیری از کاهش فرسایش خاک امری ضروری می‌باشد. چرا که روش‌های سنتی آبیاری علاوه‌بر تلفات آب، موجب کاهش حاصل‌خیزی خاک و افزایش رسوب در زه‌آب خروجی اراضی کشاورزی می‌شوند. در اراضی که به‌روش‌های سنتی آبیاری می‌شوند، در بعضی مواقع مقدار آب مصرفی بیش‌تر از ظرفیت نفوذ خاک می‌باشد. که این امر موجب فرسایش لایه سطحی خاک توسط رواناب تاشی از تجمع آب می‌شود. بنابراین رویکرد‌های مدیریت زراعی در حوضه‌های مستعد فرسایش خاک بایستی برروی روش‌های نوین آبیاری با حداقل خروجی رواناب و زه‌آب متمرکز گردد.
فهرست منابع
1. Ababei, B., & Sohrabi, T. (2009). Assessing the performance of SWAT model in Zayandeh Rud Watershed. Journal of Water and Soil Conservation, 16(3), 41-58 (In Persian).
2. Abbaspour, K.C., Yang, J., Maximov, I., Siber, R., Bogner, K., Mieleitner, J., Zobrist, J., & Srinivasan, R. (2011). Modelling hydrology and water quality in the pre alpine. Alpine Thur watershed using SWAT. Journal of Hydrology, (333), 413-430. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2006.09.014]
3. Abbaspour, K.C. (2007). User Manual for SWAT-CUP SWAT calibration and uncertainty analysis programs. Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology. Eawag, Dübendorf, Switzerland, 95 pp.
4. Akbari, H. (2011). Daily Runoff Simulation in Chehel Chai River in Golestan Province using SWAT Model. MSc Thesis. Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, 120 pp (In Persian).
5. Akhavan, S., & Jodi Hameze Abad, A. (2015). Simulation of Inflow to Urmia Lake Using SWAT Model. Journal of Water and Soil Science, (19), 23-34 (In Persian). [DOI:10.18869/acadpub.jstnar.19.72.3]
6. Alizadeh, A., Izadi, A., Davari, K., Ziaei, A., Akhavan, S., & Hamidi, Z. (2014). Estimation of evapotranspiration - actual transpiration on a year-basin scale using SWAT. Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 7(2), 243-258 (In Persian).
7. Arefi Asl, A., Najafinejad, A., Kayani, F., & Mahini, A.R.S. (2012). Simulation of runoff and sediment using SWAT model in Chelchai watershed of Golestan province. Pasture and Watershed Scientific-Research Journal, 66(3), 433-446 (In Persian).
8. Basaltpour, A., & Hosseinzadeh, N. (2016). Theory & training step by step construction and implementation of SWAT model. Valiasr University of Rafsanjan. Calibration and input parameter sensitivity in the little river watershed. American Society of Agricultural and Biological Engineers, (50), 843−855. [DOI:10.13031/2013.23149]
9. Donigian, A. S. (2002). Watershed model calibration and validation: The HSPF experience. Proceedings of the Water Environment Federation, (8), 44-73. [DOI:10.2175/193864702785071796]
10. Ebrahimi, P., Salimi, J., & Mohseni, M. (2017) Vasanji and validation of SWAT model in runoff simulation. Study a case of Neka watershed. Watershed Engineering and Management Journal. (10), 266-279 (In Persian).
11. Erfanian, M., Bayazi, M., Abakhari, H., & Ismali Auri, A. (2014). Monthly simulation of flow discharge and sedimentation of Nazlochai watershed with SWAT model and prioritization of sediment production areas. Watershed Engineering and Management, 7(4), 552-562 (In Persian).
12. Feyereisen, G.W., Strickland, T.C., Bosch, D.D., & Sullivan, D.G. (2007). E valuation of SWAT Manual Calibration and Input Parameter Sensitivity in the Little River Watershed. American Society of Agricultural and Biological Engineers, (50), 843-855. [DOI:10.13031/2013.23149]
13. Goodarzi, M.R., Zahabiyoun, B., & Massah Bavani, A. (2016). Simulation of Rainfall-Runoff for Gharesou Watershed Using SWAT Model. Journal of Environmental Science and Technology, 18(2), 11-20 (In Persian).
14. Hosseini, M. (2014). Water balance simulation of Garahsou basin of Kermanshah province by using SWAT model. Journal of Watershed Engineering and Management, (6), 63-73 (In Persian).
15. Kaushal, K., Luna, B., Anju, G., Biju, G., Sreedhar, A., Kiran, J., & Narasimhan, B. (2011). Spatial mapping of agricultural water productivity using SWAT model in Upper Bhima Catchment. India. Irrigation and Drainage, 61(1), 60-79. [DOI:10.1002/ird.618]
16. Kumar Himanshu, S., Pandey, A., & Shrestha, P. (2017). Application of SWAT in an Indian river basin for modeling runoff, sediment and water balance. Environ Earth Sei, 76(1), 3. [DOI:10.1007/s12665-016-6316-8]
17. Miryaghoubzadeh, M.H. (2014). Investigation of SWAT Semi Distributed Model Development in Evapotranspiration Parameter Using Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL). Ph.D. Thesis. Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran, 172 pp (In Persian).
18. Morgan, R.P.C., & Nearing, M.A. (2011). Handbook of erosion modeling. John Wiley and Sons, Ltd, 413 pp.
19. Naserabadi, F., Esmali Ouri, A., Akbari, H., & Rostamian, R. (2016). River flow Simulation using SWAT Model (Case study: Ghareh Su River in Ardabil Province-Iran). Journal of Watershed Management Research, 13(7), 50-59 (In Persian). [DOI:10.18869/acadpub.jwmr.7.13.59]
20. Nasiri, Sh., Ansari, H., & Ziaei, A. N. (2019). Simulating the river flow of Samalghan watershed using SWAT hydrological model. Scientific-Research Quarterly of Water Resources Engineering, 13(45), 39-56 (In Persian). [DOI:10.1007/s12517-020-05366-y]
21. Nouri, Z., Selajqa, A., Malekian, A., & Moghadamnia, A. (2016). Investigating the effect of the best management measures in reducing point and non-point sources of water pollution using the SWAT model (case study: Simre watershed, Simre river). Iran Water and Soil Research, 48(5), 99-106 (In Persian(.
22. Sheikh Zainuddin, A., Esmaili, A. K., & Sebet, M. (2015). Policy incentives to reduce nitrate leaching in agricultural fields: the study area of Drudzen irrigation and drainage network. Agricultural Economics and Development, 30(2), 127-135 (In Persian).
23. Zahedi, E., Talebi, A., Tabatabaei, S.A., Raeisi, A., & Asiayi, M. (2016). Subsurface flow simulations to determine potential areas of groundwater dam using SWAT model (Case Study: Doroongar Watershed, Dargaz). Journal of Watershed Management Research, 7, 206-215 (In Persian). [DOI:10.29252/jwmr.7.14.215]
24. Zare Garizi, A., & Talebi, A. (2016). Water balance simulation for the Ghare-Sou Watershed, Golestan, using the SWAT model. Journal of Water Resources Engineering, 30(9), 37-50 (In Persian).
25. Zarei Gorkhodi, A., Shahnazari, A., & Mohammadi, F. (2022). Evaluating the effect of dams on two parameters of runoff and sediment using SWAT model (case study: Tejn River watershed, Mazandaran). Iran Irrigation and Drainage Journal, 16(2), 294-307 (In Persian).
26. Zuo, D., Xu, Z., Yao, W., Jin, S., Xiao, P., & Ran, D. (2016). Assessing the effects of changes in land use and climate on runoff and sediment yields from a watershed in the Loess Plateau of China. Science of the Total Environment, 544, 238-25. [DOI:10.1016/j.scitotenv.2015.11.060]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
