بررسي تاثير بهره برداري از جنگل بر دبي رواناب و هدررفت منابع آبي با استفاده از مدل SWAT در حوزه آبخيز جنگلي خيرود

The effect of forest harvesting variants on runoff and loss of water resources using SWAT rainfall-runoff model in Kheyrud forest watershed

آگاهي از تاثيرات بهره برداري از جنگل بر مقدار هدررفت آب و وقوع سيلاب هاي ويرانگر، در مديريت آبخيزهاي جنگلي ضرورت دارد. در پژوهش حاضر، تاثير بهره برداري از جنگل بر دبي رواناب و هدررفت آب در حوزه آبخيز جنگلي خيرود با استفاده از مدل بارش-رواناب SWAT بررسي شد. براي اين منظور مدل واسنجي و سپس اعتبارسنجي شد. سپس با فرض كاهش شماره منحني در اثر بهره برداري، با اعمال گزينه 20 گزينه برداشت در هر پنج زيرحوضه و اجراي مكرر مدل SWAT، مقدار تغييرات دبي ماهانه با استفاده از شاخص هاي F% و f بررسي شد. واسنجي مدل با الگوريتم SUFI2 در نرم افزار SWAT-CUP انجام گرفت و براي اعتبارسنجي مدل SWAT از معيارهاي ارزيابي خطا استفاده شد. نتايج حاصل از واسنجي و اعتبارسنجي مدل SWAT نشان داد كه اين مدل از عملكرد رضايت بخشي برخوردار است (0/64=NSE و 0/59=RSR). اجراي گزينه هاي مختلف بهره برداري نشان داد كه با افزايش درصد بهره برداري از درختان جنگلي در زيرحوضه هاي واقع در سرشاخه و ميانه حوضه، مقدار دبي ماهانه افزايش مي يابد، درحالي كه اجراي گزينه هاي مشابه در زيرحوضه هاي نزديك خروجي حوضه، تاثيري در افزايش دبي ماهانه خروجي از حوزه آبخيز ندارد. در واقع زيرحوضه هاي واقع در ميانه و سرشاخه هاي حوزه آبخيز خيرود، به دليل همزماني دبي خروجي زيرحوضه ها در خروجي حوزه آبخيز، به همراه شرايط فيزيوگرافي مستعد توليد رواناب، شرايطي را رقم مي زند كه با اجراي گزينه هاي بهره برداري، دبي ماهانه خروجي از حوزه آبخيز خيرود با افزايش ملموس تري مواجه شود. يافته هاي پژوهش حاضر مي تواند در انتخاب مناسب ترين مكان براي بهره برداري، با رويكرد كنترل سيلاب و جلوگيري از هدررفت منابع آبي مفيد واقع شود.

Knowing the effects of forest harvesting on water losses and the occurrence of devastating floods is necessary in the management of forest watersheds. In the curent research, the effect of forest utilization was studied on the runoff and loss of water by using the SWAT model in the Kheyrud forest watershed. For this purpose, calibrating and validating of the model were firstly done by putting the 20 percent exploitation from each sub-basin into use and repeating the simulations of the SWAT model. The rate of monthly flow changes was obtained and then evaluated by using the indices % F and f. The % F index makes use of sub-region area parameter in monthly discharge analysis. The calibration and validation of the SWAT model were performed using SUFI2 algorithm in SWAT-CUP software and error evaluation criteria, respectively. The results of calibration and validation of the SWAT model showed the acceptable capability of simulation for this model. The implementation of 20 percent showed that increasing the exploitation percent of forest trees in sub-basins 3, 4, and 5 resulted in increasing the monthly discharge, while the implementation of 20 percent in sub-basins 1 and 2 presented no tangible effect on the increase of the watershed’s monthly discharge. In fact, sub-basins situated in the middle of the Kheyrud watershed, especially sub-basins 4 and 5, due to the concurrency of the sub-basin discharge at the outlet point of the catchment, accompanied with the proper physiographic conditions providing a condition for the watershed to have a greater monthly discharge. These results can be useful in managing forest exploitation and selecting the most suitable utilization places.