ارزيابي تأثير آببندان‌ها بر دو پارامتر رواناب و رسوب با استفاده از مدل SWAT (مطالعه موردي: حوضه آبخيز رودخانه تجن، مازندران)

Evaluation of the effect of dams on runoff and sediment parameters using SWAT model (Case study: Tajan River watershed, Mazandaran)

تغيير الگوهاي بارندگي و افزايش روزافزون جمعيت در استان مازندران، سبب شده كه استفاده صحيح از منابع آب سطحي در بخش‌هاي مختلف به خصوص كشاورزي امري اجتناب‌ناپذير باشد. با وجود پتانسيل مناسب بارش در استان مازندران، برنامه منظمي براي مديريت و استفاده از منابع آب‌هاي سطحي و نامتعارف درنظر گرفته نشده است. در حالي كه با بهره‌گيري از ظرفيت آببندان‌ها مي‌توان بخشي از مشكلات بخش آب در اين منطقه را حل نمود. براي ارزيابي اين موضوع در پژوهش حاضر از مدل SWAT در حوضه آبخيز تجن طي سال‌هاي 2000 تا 2017 استفاده شد. در ابتدا كارايي مدل و نتايج آن به‌عنوان وضعيت موجود بررسي، سپس سناريوي بدون در نظر گرفتن آببندان‌ها اجرا گرديد. از الگوريتم SUFI2 در نرم افزار SWAT-CUP براي تحليل عدم قطعيت، واسنجي و صحت‌سنجي دبي و رسوب ماهانه در شش ايستگاه منتخب در مدل SWAT استفاده شد. ارزيابي كارايي مدل توسط ضريب تعيين (R2) و نش-ساتكليف (NS) صورت گرفت. ضريب R2 در شبيه‌سازي رواناب و رسوب به ترتيب در بازه 68/0 _ 87/0 و 62/0 _ 79/0 به‌دست آمد. همچنين، ضريب NS براي رواناب در بازه 52/0 _ 72/0 و رسوب در بازه 58/0_ 74/0 قرار گرفت. نتايج نشان داد مدل درشبيه‌سازي دبي و رسوب عملكرد رضايت‌بخشي داشته است. يافته‌هاي حاصل از اجراي سناريو نشان دهنده اين است كه در صورت عدم وجود آببندان‌ها دبي و رسوب خروجي افزايش 3/16 و 5/17 درصدي خواهند داشت كه بيانگر مهار دبي و رسوب توسط اين سازه‌هاي مي‌باشد. همچنين با بررسي اين سناريو در زمان‌هاي وقوع سيلاب اين سازه‌ها با مهار 17 درصدي رواناب و 27 درصدي رسوب نقش مؤثري در مهار سيلاب داشتند. با توجه به ظرفيت آببندان‌ها در مهار دبي و رسوب مي‌توان براي مديريت منابع آب سطحي و كنترل سيلاب بر روي افزايش سطح و جحم اين سازه‌ها برنامه‌ريزي كرد.

Changing rainfall patterns and increasing population in Mazandaran province has caused the correct use of surface water resources in various sectors, especially agriculture is inevitable. Despite appropriate rainfall potential in Mazandaran province, there is no regular plan for the management of surface resources. While using the ab bandan, some of the problems of the water sector in this area can be solved. To evaluate this issue in the present study, the SWAT model was used in the Tajan watershed from 2000 to 2017. First, the efficiency of the model and its results were evaluated as the current situation, then the scenario was implemented without considering the ab bandans. The SUFI2 algorithm in SWAT CUP software was used to analyze the uncertainty, calibration and validation of monthly discharge and sediment at six selected stations. The performance of the model was evaluated by coefficient of determination and Nash Sutcliffe. R2 coefficient in runoff and sediment simulation was obtained in the range of 0.68_ 0.87 and 0.62 _ 0.79, respectively. Also, the NS coefficient for runoff was in the range of 0.52 _ 0.72 and sediment was in the range of 0.58 _ 0.74. The results showed that the model had a satisfactory performance in simulating discharge and sediment. The findings of the scenario show that in the absence of ab bandans, runoff discharge and sediment output will increase by 16.3% and 17.5%, which indicates the inhibition of discharge and sediment by these structures. Also, by examining this scenario, during the floods, these structures had an effective role in flood control by inhibiting 17% of runoff and 27% of sediment. Due to the capacity of ab bandans in controlling discharge and sediment, it can be planned to manage surface water resources control floods by increasing the surface area and volume of these structures.