مدل SWAT

امروزه با پیشرفت و گسترش ابزارهای هیدرولوژیکی و صرفه جویی در زمان، هزینه و در شرایط بحرانی به منظور اقدامات مدیریتی برای کاهش خسارت های ناشی از سیل، استفاده از چنین ابزارهایی باعث سهولت در امر شبیه سازی حوضه های آبریز شده است. در پژوهش حاضر از مدل SWAT به عنوان یک مدل نیمه توزیعی و از مدل SIMHYD به عنوان یک مدل یکپارچه جهت برآورد رواناب حوضه آبریز کَرگانرود تالش استفاده شده است. بدین منظور از داده های مشاهداتی در محدوده زمانی 2006 تا 2018 مربوط به ایستگاه های سینوپتیک تالش، آستارا، بندرانزلی و ایستگاه هیدرومتری هشتپر بهره گرفته شده است. در مدل سازی توسط مدل SWAT ضرایب N2 و R2 به عنوان تابع هدف در مرحله واسنجی دبی ماهانه به ترتیب 61/0 و 62/0 و در مرحله اعتبارسنجی به ترتیب 67/0 و 70/0 به دست آمد که نشان دهنده نتایج قابل قبولی در شبیه سازی پیک رواناب و سیل ایجاد شده در این حوضه داشته است. در واسنجی و اعتبارسنجی مدل SIMHYD نیز نتایج قابل قبولی به دست آمد. به گونه ای که ضرایب N2 و R2 در مرحله واسنجی به ترتیب 710/0 و 8511/0 و در مرحله اعتبارسنجی به ترتیب 625/0 و 9496/0 حاصل شد. مدل SWAT به دلیل ماهیت نیمه توزیعی خود از دقت بالاتری در شبیه سازی سیلاب حوضه موردمطالعه نسبت به مدل SIMHYD برخوردار است؛ زیرا این مدل در بازه زمانی روزانه نیز به خوبی پیک رواناب را شبیه سازی می کند، درصورتی که مدل SIMHYD با افزایش کیفیت داده ها در بازه زمانی ماهانه نتایج رضایت بخشی در این حوضه دارد.

یکی از راهکارهای مهم مدیریت اصولی و صحیح آب و خاک در حوضه های آبریز، استفاده از مدل های هیدرولوژیکی در شبیه سازی فرآیند های بارش-رواناب است که تخمین و پیش بینی مولفه های بیلان آبی از جمله رواناب، تبخیر و تعرق و نفوذ را خصوصاً در حوضه های فاقد آمار یا دارای آمار ناقص امکان پذیر می کند. در این پژوهش بیلان آبی حوضه آبریز اوجان چای در طی دوره 20 ساله (2002- 2021) با استفاده از مدل نیمه توزیعیSWAT   و مدل یکپارچه SMAR  شبیه سازی شد. در مدل SWAT از الگوریتم SUFI-2 و در مدل SMAR  از بهینه ساز الگوریتم ژنتیک، جهت واسنجی (2005 تا 2016) و اعتبار سنجی (2017تا 2021) بهره گرفته شد. نتایج شبیه سازیSWAT در مرحله واسنجی با توابع هدف ضرایب نش ساتکلیف (NSE) و RSR به ترتیب برابر با 80/0، 81/0 و 45/0 و برای اعتبار سنجی به ترتیب 74/0، 75/0 و 51/ 0 به دست آمد که نشان دهنده کارایی بالای مدل در شبیه سازی بیلان آبی حوضه آبریز است و در روش SMAR ضرایب نش ساتکلیف (NSE)، در واسنجی 60/0 ، 56/0 و در اعتبارسنجی 625/0، 67/0 بدست آمد. هر دوی این روش ها در شبیه سازی دبی های پایه و متوسط  نسبت به دبی های حداکثری عملکرد بهتری دارند ولی با این حال تطابق دبی شبیه سازی شده با دبی مشاهداتی در مدل SWAT نسبت به SMAR برتری دارد که علت آن درنظر گرفتن تغییرات مکانی در این نوع از مدل ها است. لذا با توجه به نتایج خیلی خوب کارایی مدلها، پیشنهاد می شود از آن دراقدامات حفاظتی حوضه ها و  مدیریت آب و خاک استفاده شود.