ارزيابي واكنش هيدرولوژيكي حوضه آبريز كيوي چاي به تغييرات كاربري اراضي با استفاده از مدل SWAT

زمينه و هدف: تغيير كاربري اراضي به صورت مستقيم بر روي مؤلفه هاي هيدرولوژيكي و منابع آبي تأثيرگذار است و نقش مهمي در تشديد خطرات احتمالي همچون خشكسالي و سيلاب دارد. لذا بررسي اثرات كاربري اراضي بر مؤلفه هاي آبي همچون رواناب امري ضروري است. ازاين رو در اين مطالعه، وضعيت رواناب حوضه كيوي چاي، يكي از مهم ترين حوضه هاي استان اردبيل، از نظر محيط زيستي در شرايط تغيير كاربري اراضي با استفاده از مدل SWAT مورد بررسي قرار گرفت.روش پژوهش: براي پردازش، طبقه بندي و تجزيه وتحليل داده ها از نرم افزارهاي ArcGIS10.1،Envi5.1 و Ecognition استفاده شد. همچنين از روش مبتني بر مدل هاي انتقال تابشي چون FLAASH به عنوان بهترين روش براي تصحيح اتمسفري استفاده شد. براي سگمنت سازي از الگوريتم Multiresolution و براي طبقه بندي از الگوريتم نزديك ترين همسايگي استفاده شد. سپس نمونه هاي تعليمي از سطح منطقه با استفاده از بازديدهاي ميداني و تصاوير ماهواره Google Earth جمع آوري شد و براي ارزيابي صحت و دقت طبقه بندي بكار رفت. در انتها از روش تشخيص تغييراتThematic) change dynamic (در Envi5 براي شناسايي تغييراتي كه طي سال ها اتفاق افتاده بود، استفاده شد. براي بررسي تأثير تغييرات كاربري اراضي روي رواناب حوضه نيز از مدل هيدرولوژيكيSWAT استفاده شد. بعد از استخراج پارامترهاي مؤثر در حوضه خروجي مدل با نرم افزار SWAT-CUP و الگوريتم SUFI-2واسنجي و اعتبارسنجي شد. براي ارزيابي نتايج اين مرحله از شاخص هاي نش - ساتكليف و ضريب تعيين استفاده شد.يافته ها: در اين پژوهش، پس از اعمال طبقه بندي اراضـي به روش شيءگرا، نقشه كاربري اراضي در هفت كـلاس؛ كشاورزي ديم، كشاورزي آبي، باغ، جنگل، مسكوني، مرتع و آب تهيه گرديد. در نقشه كاربري اراضي حوضه، پوشش مرتع، طبقه غالب كاربري زمين است؛ بااين حال، كاهش قابل توجه از 18/1224 كيلومترمربع به 59/1046 كيلومترمربع بين سال هاي 1987 و 2019 مشاهده شده است. مقاديربدست آمده براي شاخص هاي R-Factor,P-Factor,R2,NS در دوره واسنجي به ترتيب براي ايستگاه آبگرم (69/0، 71/0، 47/0، 53/0) و براي ايستگاه فيروزآباد (64/0، 67/0، 3/0، 32/0) و در دوره اعتبارسنجي براي ايستگاه آبگرم به ترتيب (56/0، 62/0، 0، 09/0) و براي ايستگاه فيروزآباد (51/0، 53/0، 0، 13/0) است. براين اساس نتايج به دست آمده در مرحله واسنجي و اعتبارسنجي قابل قبول ارزيابي شد. ارزيابي پاسخ مدل SWAT به كاربري زمين نيز نشان داد در مقياس سالانه نشان مي دهد كه ميزان جريان در ايستگاه فيروزآباد از 08/3 به 81/2 مترمكعب بر ثانيه (77/8- درصد) و در ايستگاه آبگرم از 11/1 به 96/0 مترمكعب بر ثانيه (51/13-) كاهش يافته است كه علت آن را مي توان ناشي از تغييرات كاربري اراضي بخصوص تغيير در كاربري مراتع و تبديل آن به زراعت ديم و باغات و جنگل ها دانست.نتايج: روند تغييرات كاربري اراضي حوضه بين سال هاي 1987 تا 2019 دركاربري هاي كشاورزي ديم، مرتع وپهنه هاي آبي با روند كاهشي و در كاربري هاي كشاورزي آبي، باغ، جنگل و مسكوني با روند افزايشي همراه بوده است. بالابودن مقدار برازش معيارهاي بكار رفته در ارزيابي مدل بيانگر اين است كه مدل قابليت خوبي در شبيه سازي رواناب حوضه دارد. همچنين مدل اجرا شده براي كاربري هاي مختلف زمين نشان داد كه جريان حوضه در هر دو ايستگاه هيدرومتري با تغيير كاربري اراضي در اكثرماه ها در كوتاه مدت افزايش و در ميانگين درازمدت كاهش مي يابد. تداوم تغيير كاربري زمين در حال تبديل شدن به يك تهديد جدي براي حوضه هاي آبريز است. تغيير كاربري اراضي بايد در حوضه هاي آبريز كنترل شود و اقداماتي براي تثبيت تغيير كاربري زمين انجام شود.