ارزيابي تأثير سناريوهاي مختلف مديريتي بر منابع و مصارف حوضۀ آبريز قره‌ چاي با استفاده از مدل WEAP

Assessing the impacts of different management scenarios on the environmental sustainability of Gharachai watershed using the WEAP

طرح‌هاي توسعة منابع آب اثرهاي محيط‌ زيستي زيادي بر جاي مي‌گذارند كه تغيير رژيم طبيعي رودخانه و كاهش جريان سطحي پايين‌دست از مهم‌ترين آنهاست. به‌كارگيري مدل‌هاي هيدرولوژيك، امكان برنامه‌ريزي پايدار را در مديريت منابع آب فراهم مي‌كند. حوضۀ آبريز رودخانة قره‌چاي واقع در حوضۀ درياچه نمك در سال‌هاي اخير تحت تأثير فعاليت‌هاي انساني قرار گرفته است. در پژوهش حاضر، مدل‌سازي رفتار هيدرولوژيك حوضۀ آبريز قره‌چاي با استفاده از نرم‌افزار 21WEAP انجام گرفت. مدل براي دورۀ آماري بيست‌وپنج‌ساله از سال 1372 تا 1396 توسعه، واسنجي و اعتبارسنجي شد. براي واسنجي مدل، مقادير مشاهداتي دبي رودخانۀ قره‌چاي واقع در ايستگاه عسگرآباد در خروجي حوضۀ آبريز با مقادير محاسباتي با استفاده از شاخص ضريب نش‌- ساتكليف ارزيابي شد. براي واسنجي مدل يك دورۀ آماري سيزده‌ساله از 1372 تا 1385 در نظر گرفته شد. مقدار ضريب نش- ‌ساتكليف براي دورۀ واسنجي 0/86 به‌دست آمد. براي اعتبارسنجي، دورۀ آماري يازده‌سالۀ 1385 تا 1396 در نظر گرفته شد. مقدار ضريب نش- ‌ساتكليف براي دورۀ اعتبارسنجي 0/74به‌دست آمد. اين نتايج نشان‌دهندۀ كارايي خوب مدل WEAP در شبيه‌سازي رفتار هيدرولوژيك حوضۀ آبريز قره‌چاي است. پس از تجزيه‌و‌تحليل پنج سناريوي مديريتي، در نهايت سناريوي تركيبي با شاخص اعتمادپذيري بيش از 95 درصد براي هر بخش مصرف و همچنين تأمين نياز محيط‌ زيستي به‌عنوان سناريوي برتر شناخته شد. نتايج تحقيق بيانگر آن است كه با اجرايي شدن اين سناريو، روند نزول حجم آبخوان نسبت به شرايط فعلي تا حد بسياري تعديل خواهد شد و خروج از حالت بحراني با اعمال اقدامات مديريتي مناسب امكان‌پذير خواهد بود.

Water resources development projects have many environmental effects, the most important of which are changing the natural regime of the river and reducing the downstream flow. The use of hydrological models allows for sustainable planning in water resources management. The Qarachai River Basin in the Salt Lake Basin has been affected by human activities in recent years. In the present study, the hydrological behavior of Qarachai catchment was modeled using 21WEAP software. The model was developed, calibrated and validated for a 25-year statistical period (1993 to 2017). To calibrate the model, the observed discharge values of Qarachai River located at Asgarabad station (catchment outlet) were calculated with computational values using Nash-Sutcliffe coefficient index. A 13-year statistical period (from 1993 to 2006) was considered for model calibration. The Nash-Sutcliffe coefficient for the calibration period was obtained 0.86. An 11-year statistical period (2006-2007) was considered for validation. The value of Nash-Sutcliffe coefficient for the validation period was obtained 0.74. These results indicate the good efficiency of the WEAP model in simulating the hydrological behavior of the Qarachai catchment. After analyzing five management scenarios, finally a combined scenario with a reliability index above 95% for each consumption sector as well as meeting the environmental needs was recognized as the top scenario. The results of the research indicate that with the implementation of this scenario, the downward trend of the aquifer compared to the current situation will be greatly adjusted and exit from the critical state will be possible by applying appropriate management measures.