بررسي توزيع مكاني رواناب و تغذيه آب زيرزميني در طبقه‌هاي اراضي و شيب حوزه آبخيز ونك

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

تغييرات زياد توزيع و نوع بارش در سطح حوضه، در كنار ساير عوامل موثر بر رواناب و تغذيه آب زيرزميني از جمله بافت خاك، كاربري اراضي و شيب زمين در سطح حوزه آبخيز، منجر به تنوع و تغيير در توزيع مكاني و زماني مؤلفه‌هاي بيلان آب مي­‌شود. در اين پژوهش، براي بررسي توزيع مكاني بيلان آب حوضه مورد مطالعه، با استفاده از مدل WetSpass-M، نقشه­‌هاي رستري بارش، عمق آب زيرزميني، دما، تبخير و سرعت باد در مقياس ماهانه اجرا شد. نتايج اين اجرا پس از واسنجي براي شبيه­‌سازي جريان مورد استفاده قرار گرفت. همچنين، با توجه به كوهستاني بودن حوزه آبخيز ونك، نقشه‌­هاي پوشش سطح برف نيز براي لحاظ كردن اثر ذوب برف به مدل معرفي شد. ارزيابي كارايي مدل با استفاده از ضريب نش-ساتكليف 0.61 و 0.54 به‌ترتيب در دوره واسنجي و اعتبارسنجي به‌عنوان تابع هدف نشان داد كه مدل در شبيه‌­سازي جريان رودخانه اين حوضه از دقت قابل ‌قبولي برخوردار است. پس از حصول نتايج توزيع مكاني رواناب و تغذيه آب زيرزميني در انواع كاربري اراضي، شيب سطح زمين بررسي شد. تجزيه ‌و تحليل نقشه­‌هاي توزيع مكاني رواناب و تغذيه آب زيرزميني ماهانه نشان داد كه ضريب رواناب و سهم تغذيه آب زيرزميني اثرپذيري محسوسي از كاربري اراضي و شيب سطح زمين دارند، به ‌نحوي‌ كه مناطق جنگلي و شيب­‌هاي كم حوضه، با مقادير تقريبي 138 و 596 ميلي­‌متر رواناب و تغذيه آب زيرزميني سالانه، ضريب رواناب كمتر و سهم تغذيه پتانسيل بالاتري دارند. بيشينه تغذيه آب زيرزميني در مقياس زماني ماهانه در ماه فوريه (82 ميلي­‌متر در جنگل­‌هاي تنك با شيب­ كمتر از 10 درجه) است. لذا با تأثيري كه شناخت اين عوامل مديريت زمين بر توزيع مؤلفه­‌هاي بيلان آب دارند، مي­‌توانند به‌طور محلي نقش مؤثري در مديريت و برنامه‌­ريزي منابع آب سطحي و زيرزميني ايفا كنند.

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.