
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 626 |
تعداد مقالات | 6,517 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,746,473 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,317,295 |
شبیهسازی هدررفت عناصر غذایی خاک در حوضه سد قشلاق با استفاده از مدل SWAT | ||
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار | ||
مقاله 5، دوره 8، شماره 3، آذر 1397، صفحه 79-96 اصل مقاله (1.45 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejsms.2018.11859.1679 | ||
نویسندگان | ||
سپیده شیرزادی1؛ گلاله غفاری* 2 | ||
1دانش آموخته دانشگاه آزاد اسلامی واحد سنندج | ||
2عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد سنندج | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: یکی از اثرات بسیار مضر فرآیندهای فرسایشی از دست رفتن مواد غذایی خاک به وسیله رواناب و رسوب ناشی از فرسایش میباشد. نیتروژن و فسفر از عناصر غذایی اصلی خاک در حوضههای آبخیز هستند، اما انباشتگی این عناصر در آب رودخانهها و آبراههها یکی از موضوعات مهم در هدررفت عناصر غذایی خاک بوده و میتواند منجر به رشد گیاهان آبزی، جلبکها و پدیده یوتریفیکاسیون آبها گردد. هدف از این تحقیق شبیهسازی میزان فسفر و نیتروژن کل حمل شده توسط رواناب و رسوب در زیر حوضههای سد قشلاق، تهیه نقشهی مناطق هدررفت عناصر غذایی در سطح حوضه و تعیین زیر حوضههای بحرانی با استفاده از مدل SWAT (Soil and Water Assessment Tool) است. مواد و روشها: در این پژوهش برای شبیهسازی باررسوب و بررسی میزان هدرروی عناصر غذایی خاک، از مدل پیوسته و نیمه توزیعی SWAT استفاده شد. بدین منظور ابتدا اقدام به جمعآوری نقشههای مدل رقومی ارتفاع، شبکه آبراهه، کاربری و خاک شد. پایگاه دادههای اقلیم، خصوصیات خاک و مدیریت برای حوضه آبخیز سد قشلاق تهیه شد. پس از اجرای مدل از دادههای مشاهدهای رواناب، رسوب و کیفیت آب سالهای 1993 تا 2003 برای واسنجی مدل و دادههای مشاهداتی سالهای 2004 تا 2007 برای اعتبارسنجی مدل با استفاده از الگوریتم SUFI-2 استفاده گردید. یافتهها: نتایج نشان داد که مدل SWAT دبی، باررسوب، فسفر و نیتروژن حوضه سد قشلاق را به خوبی شبیهسازی کرده است. به عنوان مثال ضرایب R2، NS، r-factor و p-factor برای واسنجی رواناب ماهانه در ایستگاه چهلگزی به ترتیب 80/0، 72/0، 78/0 و 52/0 و در ایستگاه خلیفهترخان و 82/0، 74/0، 80/0 و 54/0 برآورد شد. این ضرایب برای فسفر در ایستگاه چهلگزی به ترتیب 68/0، 63/0، 39/0 و 55/0 و در ایستگاه خلیفهترخان 69/0، 66/0، 55/0 و 49/0 میباشد. وضعیت حوضه برای حمل نیتروژن آلی، نیترات، فسفر آلی، فسفر محلول و فسفر معدنی به ترتیب 323، 12، 48، 18/0 و 71 کیلوگرم بر هکتار، شبیهسازی شد. بیشترین منابع هدررفت عناصر خاک به ترتیب در زیر حوضههای شماره 50، 47، 43، 51، 48، 34 و 31 قرار دارند که منشاء حدود 30 درصد هدررفت عناصر خاک در حوضه میباشند. نتیجهگیری: نتایج نشان داد که این مدل میتواند بهطور کارآمدی برای تعیین زیر حوضههای بحرانی از نظر تلفات مواد مغذی فسفر و نیتروژن به کار گرفته شود. زیر حوضههای دارای کاربری زراعی بر روی اراضی شیبدار غرب حوضه، دارای وضعیت بحرانی از نظر هدررفت عناصر غذایی خاک هستند. به منظور کنترل هدررفت عناصر غذایی خاک حوضه آبخیز سد قشلاق، بهترین عملیات مدیریتی، کاهش و کنترل کودهای شیمیایی نیترات و فسفات، تبدیل زمین کشاورزی شیبدار به مراتع و جنگلکاری و نهایتاً ایجاد یک منطقه حائل در طول رودخانه میباشد. | ||
کلیدواژهها | ||
هدررفت عناصر غذایی؛ فسفر؛ نیتروژن؛ SWAT؛ SUFI-2 | ||
مراجع | ||
1.Abbaspour, K.C., Rouholahnejad, E., Vaghefi, S., Srinivasan, R., Yang, H., and Klove, B. 2015. A continental-scale hydrology and water quality model for Europe: calibration and uncertainty of a high-resolution large-scale SWAT model. J. Hydrol. 524: 733-752. 2.Aditya, S., and Williams, FR. 2010. Evaluation of best management practices in Millsboro pond watershed using soil and water assessment tool (SWAT) model. J. Water Resour. Prot. (JWARP) 2: 403-412. 3.Arnold, J.G., Srinivasan, R., Muttiah, R.S., and Williams, J.R. 1998. Large area hydrologic modeling and assessment part I: model development. J. Am. Water Resour. Assoc. 34: 1. 73-89. 4.Bärlund, I., Kirkkala, T., Malve, O., and Kämäri, J. 2007. Assessing the SWAT model performance in the evaluation of management actions for the implementation of the Water Framework Directive in a Finnish catchment. Environ. Model Sof. 22: 5. 719-724. 5.Bouraoui, F., Galbiati, L., and Bidoglio, G. 2002. Climate change impacts on nutrient loads in the Yorkshire Ouse catchment (UK). Hydr. Earth Sys. Sci. 6: 2. 197‐ 209. 6.Chen, Y., Shuai, J., Zhang, Z.H., Shi, P., and Tao, F. 2014. Simulating the impact of watershed management for surface water quality protection: A case study on reducing inorganic nitrogen load at a watershed scale. Eco. Engi. 62: 61-70. 7.Cheng, H., Ouyang, W., Hao, F., Ren, X., and Yang, S. 2006. The nonpoint source pollution in livestock breeding areas of the Heihe River basin in Yellow River. Stoch. Environ. Res. Risk Asses. 21: 3. 213-22. 8.Dregne, H.E. 1992. Erosion and soil productivity in Asia. J. Soil Water Cons. 47: 8-13. 9.Etaraf, H. 2000. Effects of the operation of loess soil land on fertility and soil erosion of Maravetappe, M.Sc. Thesis, Department of Rangeland and Watershed Management. Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. 121p. (In Persian) 10.Ghaffari, G., Keesstra, S., Ghodousi, J., and Ahmadi, H. 2010. SWAT-simulated hydrological impact of land-use change in the Zanjanrood basin, Northwest Iran. Hydro. Proc. 24: 7. 892-903. 11.Gassman, P.W., Reyes, M.R., Green, C.H., and Arnold, J.G. 2007. The soil and water assessment tool: Historical development, applications and future research directions. T. ASABE. 50: 4. 1211-1250. 12.Gikas, G.D., Yiannakopoulou, T., and Tsihrintzis, VA. 2005. Modeling of nonpoint source pollution in a Mediterranean drainage basin. Environ. Model. Assess. 11: 3. 219-233. 13.Lam, Q.D., Schmaltz, B., and Fohrer, N. 2012. Assessing the spatial and temporal variations of water quality in lowland areas, northern Germany. J. Hydrol. 438-439: 137-147. 14.Lenhart, T., Fohrer, N., and Frede, H.G. 2003. Effects of land use changes on the nutrient balance in mesoscale catchments. Phy. Chem. Earth. 27: 9-10. 645-654. 15.Massoud, M.A., El-Fadel, M., Scrimshaw, M.D., and Lester, J.N. 2006. Factors influencing development of management strategies for the Abou Ali River in Lebanon-I: spatial variation and land use. Sci. Total Environ. 362: 15-30. 16.McElroy, A.D., and Chiu, S.Y. 1976. Loading function for assessment of water pollution from nonpoint sources. Environ. Prot. Age. 12: 76-151. 17.Mhajy-Ashjae, M.H. 1984. The principles of land evaluation. Ministry of Agriculture, Department of Agricultural Research & Education, Soil and Water Research Institute. Publication 655, Tehran. 87p. (In Persian) 18.Naramngam, S., and Tony, S.T.Y. 2013. Environmental and economic implications of various conservative Agricultural practices in the little Miami River basin. Agri. Water Mon. 119: 65-79. 19.Neitsch, S.L., Arnold, J.G., Kiniry, J.R., and Williams, J.R. 2013. SWAT user manual, version 2012. Texas Water Resources Institute Technical Report. A & M University. Texas. USA. 340p. 20.Neitsch, S.L., Arnold, J.G., Kiniry, J.R., Williams, J.R., and King, K.W. 2002. Soil and Water Assessment Tool Theoretical Documentation-Version 2000. Grassland, Soil and Water Research Laboratory, Agricultural Research Service and Black land Research Center. Texas Agricultural Experiment Station. Temple, Texas. 245p. 21.Neitsch, S.L., Arnold, J.G., Kiniry, J.R., and Williams, J.R. 2011. SWAT user manual, version 2009. Texas Water Resources Institute Technical Report. A & M University. Texas, USA. 340p. 22.Omani, N. 2006. Modeling the estimation of sediment potential input to reservoir by using of satellite imaging and SWAT model. M.Sc. Thesis of Sharif University. 130p. (In Persian) 23.Omani, N., Tajrishi, M., and Abrishami, A. 2007. Simulation the flow of rivers using the SWAT model and GIS. Seventh International of River Engineering. University of Chamran, Ahvaz. 8p. (In Persian) 24.Pourabdollah, M., and Tajrishi, M. 2008. Modeling the erosion of catchment by RUSLE and SWAT models. Seventh International Conference of Civil engineering. 11p. (In Persian) 25.Ramos, M.C., Marti´nez-Casasnovas, J.A. 2006. Nutrient losses by runoff in vineyards of the Mediterranean Alt Penede`s region (NE Spain). Agric. Ecosyst. Environ. 113: 356-363. 26.Rihanitabar, E. 2006. Nitrate, agriculture and environment transportation. Tabriz University Press. 156p. (In Persian) 27.Rostamian., R. 2006. Estimation of runoff and sediment in Beheshtabad in Northern Karun Using SWAT 2000, MA thesis of soil science. Faculty of Agriculture, University of Isfahan. 134p. (In Persian) 28.Santhi, C., Arnold, J.G., Williams, J.R., Dugas, W.A., Srinivasan, R., and Hauck, L.M. 2001. Validation of the SWAT model on a large river basin with point and nonpoint sources. J. Am. Water Resour. Assoc. 37: 5. 1169-1188. 29.Shen, Z., Hong, Q., Yu, H., and Niu, J. 2010. Parameter uncertainty analysis of non-point source pollution from different land use types. Sci. Total Environ. 408: 8. 1971-1978. 30.Vander Zanden, M.J., Vadeboncoeur, Y., Diebel, M.W., and Jeppesen, E. 2005. Primary consumer stable nitrogen isotones as indicators of nutrient source. Environ. Sci. Technol. 39: 7509-15. 31.White, K.L., and Chaubey, I. 2005. Sensitivity analysis, calibration and validations for a multisite and multivariable SWAT model. J. Amer. Water Resour. Assoc. 41: 5. 1077-1089. 32.Williams, J.R. 1975. Sediment-Yield Prediction with Universal Equation Using Runoff Energy Factor. P 244-252. In: Present and Prospective Technology for Predicting Sediment Yield and Sources, US Department of Agriculture, Agriculture Research Service, Washington DC. 33.Yang, J., Reichert, P., Abbaspour, K.C., Xia, J., and Yang, H. 2008. Comparing uncertainty analysis techniques for aSWAT application to Chaohe Basin in China. J. Hydrol. 358: 1-23. 34.Yousefifard, M., Khademi, H., and Jalalian, A. 2007. Soil degradation through land use changes of rangeland in Cheshme Ali area of Charmahal and Bakhtiari province. J. Agri. Sci. Natur. Resour. 14: 1. 1-10. (In Persian) | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 860 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 379 |