
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,503 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,655,755 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,259,443 |
بررسی تغییرات زمانی و مکانی مؤلفههای بیلان آب و هیدروگراف تفکیک شده حوزه آبخیز ارازکوسه از طریق مدلسازی تغذیه آب زیرزمینی با مدل WetSpass | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 2، دوره 27، شماره 1، فروردین و اردیبهشت 1399، صفحه 25-47 اصل مقاله (2.18 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2020.17733.3330 | ||
نویسندگان | ||
زینب محمودی1؛ عبدالرضا بهره مند* 2؛ خدایار عبدالهی3؛ امیر سعدالدین4؛ شاپور کوهستانی5؛ چوقی بایرام کمکی6 | ||
1دانشگاه گرگان | ||
2دانشگاه | ||
3استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابعطبیعی و علوم زمین ، دانشگاه شهرکرد | ||
4دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
5استادیار گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جیرفت | ||
6هیات علمی/ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: یکی از فاکتورهای مهم و اساسی در توسعه و مدیریت پایدار منابع آب زیرزمینی، تغذیه آب زیرزمینی است. البته با توجه به ارتباط مؤلفههای بیلان آب سایر عوامل هیدرولوژیکی را نیز باید در نظر گرفت. برآورد میزان تغذیه یک فرآیند پیچیده و چالشبرانگیز است. به این دلیل که تغذیه به متغیرهایی محیطی دیگر از قبیل کاربری اراضی، توپوگرافی، خاک، شرایط اقلیمی و دیگر ویژگیهای هیدرولوژیکی وابسته است. در پژوهش حاضر، به کمیسازی مؤلفههای بیلان آب در مقیاس زمانی ماهانه با رویکرد توزیعی با استفاده از مدل WetSpass پرداخته شده است. مواد و روشها: با استفاده از مدل WetSpass و دادههای بارش، دما، تبخیر، سرعت باد، عمق آب زیرزمینی و نقشههای بافت خاک، توپوگرافی و کاربری اراضی حوزه آبخیز ارازکوسه مؤلفههای بیلان آبی شامل تبخیروتعرق، رواناب، برگاب و تغذیه آب زیرزمینی طی سالهای آماری 2015 -2001 در مقیاس ماهانه با قدرت تفکیک مکانی 100 متر در 100 متر شبیهسازی شد. یافتهها: نتایج حاصل از تحقیق با توجه به معیارهای ارزیابی مورداستفاده در دورههای واسنجی و اعتبارسنجی اجزای هیدروگراف جریان شامل رواناب مستقیم، جریان پایه و جریان کل شبیهسازی توسط مدل و هیدروگرافهای تفکیکشده با استفاده از نرمافزار WHAT نشاندهنده کارایی خوب مدل WetSpass برای شبیهسازی تغذیه آب زیرزمینی و سایر مؤلفههای بیلان آبی حوزه آبخیز ارازکوسه میباشد. لازم به ذکر است که مقادیر ضریب نش- ساتکلیف بهعنوان معیار ارزیابی رایج در شبیهسازیهای هیدرولوژیکی برای رواناب مستقیم برای دوره واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب برابر با 6/0 و 54/0، برای جریان پایه برای دوره واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب برابر 55/0 و 53/0 و برای رواناب کل برای دوره واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب برابر 63/0 و 56/0 به دست آمد. بررسی توزیع زمانی- مکانی مؤلفههای بیلان آب در ماههای مختلف در انواع کاربری اراضی و طبقات شیب مختلف نشان داد که میزان تغییرپذیری مؤلفهها بهطور قابلتوجهی تحت تأثیر فاکتورهای اقلیمی بهویژه بارش، تغییرات فصلی، ویژگیهای فیزیوگرافی، پوشش گیاهی و کاربری منطقه میباشد. بهنحوی که در مناطق جنگلی حجم سالانه تغذیه و رواناب با توجه به سطح زیرپوشش این کاربری به ترتیب برابر با 23115791 مترمکعب و 1776217 مترمکعب میباشد که بیشترین سهم تغذیه آب زیرزمین در اراضی جنگلی مربوط به طبقه شیب صفر تا 10 درصد میباشد و بیشترین سهم رواناب در این کاربری متعلق به شیبهای بالاتر از 30 درصد میباشد. بیشترین حجم رواناب سالانه در حوزه آبخیز ارازکوسه به اراضی مسکونی در شیبهای متوسط و بالا با توجه به درصد سطح تحت پوشش و برابر با 156300 مترمکعب میباشد. نتیجه گیری: با توجه به ارزیابی مؤلفههای بیلان آب میتوان بیان کرد تغذیه به عنوان عامل مهم بررسی برهمکنش آب سطحی و زیرزمینی شناخته شده است. از طرفی مؤلفه مذکور تحت تأثیر فاکتورهای مختلف اقلیمی و فیزیوگرافی و پوشش گیاهی و کاربری اراضی حوزه آبخیز میباشد، به همین دلیل تخمین صحیح میزان آن میتواند نقش مهمی در مدیریت و توسعه پایدار منابع آب سطحی و زیرزمینی داشته باشد. | ||
کلیدواژهها | ||
تغذیه آب زیرزمینی توزیعی مکانی؛ جریان پایه؛ رواناب مستقیم | ||
مراجع | ||
1.Abdollahi, K. 2015. Basin scale water balance modelling for variable hydrological regimes and temporal scales. PhD Thesis, Department of Hydrology and Hydraulic Engineering, Faculty of Engineering, VrijeUniversiteitBrusel, 176p.
2.Abdollahi, K., Bashir, I., Verbeiren, B., Harouna, M.R., Griensven, A.V., Husmans, M., and Batelaan, O. 2017. A distributed monthly water balance model: formulation and application on Black Volta Basin. Environ. Earth Sci. J. 76: 198. 1-18. 3.Afkhami, M., and NassiriSaleh, F.2015. Evaluation of the application distributed and lumped hydrologic models in simulation of mean daily flow discharge in Gharasoo River Basinin Ardebil. Modares Civil Engin. J.15: Supplementary Issue. 31-40.
4.Arnold, J.G., and Allen, P.M. 1999. Automated methods for estimating base-flow and groundwater recharge from stream-flow records. Amer. Water Resour. Assoc. J. 35: 2. 411-424.
5.Arnold, J.G., Muttiah, R.S., Srinivasan, R., and Allen, P.M. 2000. Regional estimation of base- flow and groundwater recharge in the Upper Mississippi River Basin. Hydrol. J. 227: 1-4: 21-40. doi: 10.1016/S0022-1694(99)00139-0.
6.Bahremand, A., De Smedt, F., Corluy, J., Liu, Y.B., Poorova, J., Velcicka, L., and Kunikova, E. 2007. WetSpa model application for assessing reforestation impacts on floods in Margecany-Hornad Watershed, Slovakia. Water Resources Management. J. 21: 8. 1373-1391. 7.Batelaan, O., and De Smedt, F. 2001. WetSpass: a flexible, GIS based, distributed recharge methodology for regional groundwater modeling. Impact of Human Activity on Groundwater Dynamics (Proceedings of a symposium held during the Sixth IAHS Scientific Assembly at Maastricht, The Netherlands, July 2001). IAHS. 269: 11-18.
8.Batelaan, O., and De Smedt, F. 2007. GIS-based recharge estimation by coupling surface-subsurface water balances. Hydrol. J. 337: 3. 337-355.
9.Bayati, S., Nasr Esfahani, A., and Abdollahi, Kh. 2018. An investigation on spatial distribution of runoff and groundwater recharge in land use and slope classes of Vanak Watershed, Water. Engin. Manage. J. 11: 4. 866-878, DOI: 10.22092/ ijwmse. 2018. 120332.1431. (In Persian)
10.Chen, J., Lee, F., Yeh, C.H., and Yu, J.L. 2005. A water budget model for the Yun-Lin Plain, Taiwan. Water Resour. Manage. J. 19: 5. 483-504.
11.Faryabi, M., and Chitsazan, M. 2016. Evaluation of river–aquifer interaction using physicochemical parameters, Case study: the north part of Dezful-Andimeshk district. Environ. Geol. J. 10: 34. 101-115. (In Persian)
12.Gebre, S.L. 2015. Application of the HEC-HMS Model for runoff simulation of upper Blue Nile RiverBasin. Hydrology Current Research, 6: 2. 1-8.
13.Ghiglieri, G., Carletti, A., and Pittalis, D. 2014. Runoff coefficient and average yearly natural aquifer recharge assessment by physiography-based indirect methods for the island of Sardinia (Italy) and its NW area (Nurra). Hydrol. J. 519: 2. 1779-1791.
14.Gupta, V., Kling, H., Yilmaz, K.K., and Martinez, G.F. 2009. Decomposition of the mean squared error and NSE performance criteria: Implications for improving hydrological modelling. Hydrol. J. 377: 1-2. 80-91. DOI: 10.1016/j. jhydrol.2009.08.003.
15.Kendy, E., Gerard, P., Todd Walter, M., Zhang, Y., Liu, C., and Steenhuis,T.S. 2003. A soil water balance approach to quantify groundwater recharge from irrigated cropland in the North China Plain. Hydrological Processes, 17: 10. 2011-2031.
16.Kling, H., Fuchs, M., and Paulin, M. 2012. Runoff conditions in the upper Danube basin under an ensemble of climate change scenarios. Hydrol. J. 424: 4. 264-277. DOI:10.1016/ j.jhydrol. 2012.01.011.
17.Lin, Y.C., Yang, S.Y., Fen, C.S., and Yeh, H.D. 2016. A general analytical model for pumping tests in radial finite two-zone confined aquifers withRobin-type outer boundary. Hydrol. J.540: 9. 1162-1175.
18.Manfreda, S., Fiorentino, M., and Iacobellis, V. 2005. DREAM: a distributed model for runoff, evapotranspiration, and antecedent soil moisture simulation. Advances in Geosciences, 2: 2. 31-39.
19.Melki, A., Abdollahi, Kh., Fatahi, R., and Abida, H. 2017. Groundwater recharge estimation under semi-arid climate: Case of Northern Gafsa watershed, Tunisia. J. Afric. Earth Sci. J. 132:8. 37- 46. doi: 10.1016/j.jafrearsci. 2017.04.020.
20.Mustafa, S.M., Abdollahi, K., and Verbeiren, B. 2017. Identification of the influencing factors on groundwater drought and depletion in north-western Bangladesh. Hydrogeol. J. 25: 5. 1357-1375. DOI 10.1007/s10040-017-1547-7.
21.Nash, J.E., and Sutcliffe, J.V. 1970. River flow forecasting through conceptual models. 1. A Discussion of Principles. Hydrol. J. 10: 3. 282-290.
22.Nathan, R.J., and McMahon, T.A. 1990. Evaluation of automated techniques for baseflow and recession analysis. Water Resour. Res. J. 26: 7. 1465-1473.
23.Pandian, M., Balasubramaniam, R., and Saravanavel, J. 2014. Identification of groundwater potential recharge zones using WetSpass model in parts of Coimbatore and districts in Tamil Nadu, India. Inter. J. Water Res. J.98: 2. 27-32.
24.Pechlivanidis, I., Jacson, B., Mcintyre, N., and Wheater, H. 2011. Catchment scale hydrological modeling. A review of model types, calibration approaches and uncertainty methods in the context of recent developments in technology and applications. Global Network Environ. Sci. Technol. J. 13: 3. 193-214.
25.Shiklomanov, I.A. 2000. Appraisal and assessment of world water resources. Water Int. J. 25: 1. 11-32.
26.Seiler, K.P., and Gat, J.R. 2007. Groundwater recharge, runoff, infiltration and percolation. Springer, Dordrecht (Netherlands). 241p.
27.Soleimani-Motlagh, M., Ghasemieh, H., Talebi, A., Abdollahi, K., and Dragoni, W. 2020. Groundwater budget deficit caused by drought and overexploitation, Water Supply. 20: 2. 621-632.
28.Sophocleous, M. 2004. Groundwater recharge. In: Luis Silveira, Usunoff, E.J. (Eds.), Groundwater, in Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS), Vol. I. Developed under the auspices of the UNESCO, EOLSS, Publishers, Oxford, UK, 41p. (http://www.eolss.net/).
29.Wang, Z.M., Batelaan, O., and de Smedt, F. 1997. A distributed model for water and energy transfer between soil, plants and atmosphere (WetSpa). Physics and Chemistry of the Earth. J. 21: 3. 189-193. 30.Yun, P., Huili, G., Demin, Z., Xiaojuan, L., and Nobukazu, N. 2011. Impact of land use change on groundwater recharge in Uishui River Basin, China. Chinese Geograph. Sci. J. 21: 6. 734-743.
31.Zomlot, Z., Verbiren, B., Huysmans,M., and Batelaan. O. 2015. Spatial distribution of groundwater recharge and base flow: Assessment of controlling factors. Hydrol. J. 531: 2. 349-368. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 635 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 590 |