بررسی توزیع مکانی رواناب و تغذیه آب زیرزمینی در طبقه‌های اراضی و شیب حوزه آبخیز ونک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد

2 کارشناس ارشد منابع آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد

3 استادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد

چکیده

تغییرات زیاد توزیع و نوع بارش در سطح حوضه، در کنار سایر عوامل موثر بر رواناب و تغذیه آب زیرزمینی از جمله بافت خاک، کاربری اراضی و شیب زمین در سطح حوزه آبخیز، منجر به تنوع و تغییر در توزیع مکانی و زمانی مؤلفه‌های بیلان آب می­‌شود. در این پژوهش، برای بررسی توزیع مکانی بیلان آب حوضه مورد مطالعه، با استفاده از مدل WetSpass-M، نقشه­‌های رستری بارش، عمق آب زیرزمینی، دما، تبخیر و سرعت باد در مقیاس ماهانه اجرا شد. نتایج این اجرا پس از واسنجی برای شبیه­‌سازی جریان مورد استفاده قرار گرفت. همچنین، با توجه به کوهستانی بودن حوزه آبخیز ونک، نقشه‌­های پوشش سطح برف نیز برای لحاظ کردن اثر ذوب برف به مدل معرفی شد. ارزیابی کارایی مدل با استفاده از ضریب نش-ساتکلیف 0.61 و 0.54 به‌ترتیب در دوره واسنجی و اعتبارسنجی به‌عنوان تابع هدف نشان داد که مدل در شبیه‌­سازی جریان رودخانه این حوضه از دقت قابل ‌قبولی برخوردار است. پس از حصول نتایج توزیع مکانی رواناب و تغذیه آب زیرزمینی در انواع کاربری اراضی، شیب سطح زمین بررسی شد. تجزیه ‌و تحلیل نقشه­‌های توزیع مکانی رواناب و تغذیه آب زیرزمینی ماهانه نشان داد که ضریب رواناب و سهم تغذیه آب زیرزمینی اثرپذیری محسوسی از کاربری اراضی و شیب سطح زمین دارند، به ‌نحوی‌ که مناطق جنگلی و شیب­‌های کم حوضه، با مقادیر تقریبی 138 و 596 میلی­‌متر رواناب و تغذیه آب زیرزمینی سالانه، ضریب رواناب کمتر و سهم تغذیه پتانسیل بالاتری دارند. بیشینه تغذیه آب زیرزمینی در مقیاس زمانی ماهانه در ماه فوریه (82 میلی­‌متر در جنگل­‌های تنک با شیب­ کمتر از 10 درجه) است. لذا با تأثیری که شناخت این عوامل مدیریت زمین بر توزیع مؤلفه­‌های بیلان آب دارند، می­‌توانند به‌طور محلی نقش مؤثری در مدیریت و برنامه‌­ریزی منابع آب سطحی و زیرزمینی ایفا کنند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A comparative study on spatial variation in the runoff and groundwater recharge due to differences in land use and slope classes: a case study of the Vanak Basin

نویسندگان [English]

  • Khodayar Abdollahi 1
  • Samira Bayati 2
  • Mohammadali Nasr Esfehani 3
1 Assistant Professor, Faculty of Geosciences, Shahrekord University, Iran
2 MSc, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Iran
3 Assistant Professor, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Iran
چکیده [English]

Variations in the type of storms, distribution of rainfall over the basin and other influencing factors such as soil texture, land use types and slope classes leads to significant differences in the spatial distribution of water components. In this study, using the monthly scale data, including rainfall, groundwater depth, temperature, evaporation and wind speed, WetSpass-M model was used to analyze the spatial distribution of water components at the basin of interest in the south-east of the Karun Basin. The modeled results were calibrated to simulate the monthly streamflow. Considering the fact that the Vanak Basin is a mountainous area, the snow cover maps were introduced to the model in order to include melting process. Evaluation of the model's performance using the Nash-Sutcliff coefficient of 0.61 and 0.54 during the calibration and validation period, respectively showed that this objective function was acceptable. This means the model has produced acceptable outputs. After this step, the spatial distribution of runoff and groundwater recharge in relation to various land use and slope classes were studied. Analysis of the monthly spatial distribution of runoff and groundwater recharge maps showed that due to change in slope and land classes, the runoff coefficient has a significant impact on both groundwater recharge and runoff. In such a way that the forest areas and mild slopes have generated an average 138 mm annual runoff and 596 mm annual recharge accordingly, it means a lower runoff coefficient and higher recharge values. The highest montly recharge value was in February (82 mm in thin forests with the slops of less than 10˚). This may be used to provide a better understanding of the factors affecting the distribution of water balance components or help in the maintenance, management and planning of surface water and groundwater resources.

کلیدواژه‌ها [English]

  • distributed model
  • Land use class
  • Nash-Sutcliffe
  • Runoff coefficient
  • simulated flow