مروری بر مدل های بیلان آب: بررسی مدل های ریاضی مفهومی برای حوضه

مطالعات بیلان آب، یکی از ارکان مدیریت و سیاست‏گذاری در مدیریت منابع آب و ابزاری برای ارزیابی کمی ذخایر منابع آب در حوضه و تغییرات این منابع در اثر فعالیت‏های انسانی است. در حال حاضر برای محاسبه‌ی بیلان در ایران مشکلاتی وجود دارد. پرهزینه و زمان‏بر بودن تامین داده‏های موثق برای برآورد بسیاری از مولفه‏های بیلان (در سطح حوضه) و اتکا به روش‏های تجربی (تخمینی) برای برآورد این مولفه‏ها، و از طرفی نبود روش‏های تجربی واسنجی شده و بومی برای برآورد دقیق‏تر عوامل بیلان برخی از این مشکلات است. در بسیاری از کشورها از مدل‏هایی در برنامه‏ریزی منابع آب استفاده می‏شود که در کشورهای دیگر با شرایط اقلیمی متفاوت تولید شده‏اند. بنابراین، قبل از استفاده از این مدل‏ها باید به ساختار مدل توجه شود. هدف از این مطالعه، بررسی مدل ها و روش هایی است که در دنیا برای محاسبات بیلان آب، به کار گرفته می شود. با توجه به مزیت مدل های مفهومی در مقایسه با مدل های فرایند- محور و مدل های داده-محور در مدل سازی بیلان آب و همچنین با توجه به ضعف مدل‏های یکپارچه در شبیه‎سازی تغییرات پارامترها در سطح حوضه‌ی آبریز، تمرکز اصلی مقاله بر روی مدل های مفهومی در حالت های توزیعی و نیمه‌توزیعی است. این مدل ها، متفاوت از مدل های کاملاً توزیعی فرایند محور بوده و قابلیت کاربرد بیشتری را در حوضه های متوسط و بزرگ مقیاس (که داده های هیدروژئولوژیکی کافی وجود ندارد) دارند. سعی شده است با بررسی مدل های مختلف بیلان بتوان یک مدل اجرایی برای مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران انتخاب کرد. با توجه به شرایط موجود، در مناطقی که هنوز اطلاعات دقیق و موثق هیدرولوژیکی برای واسنجی مدل ها وجود ندارد (مانند اکثر حوضه‌ها در ایران) برای تولید، توسعه، واسنجی و بومی سازی یک مدل بیلان که هدف آن تخمین موجودیت آب در یک حوضه است، باید ابتدا مدل های ساده تر مدنظر قرار گیرد و نه مدل هایی که تحت عنوان مدل شبیه سازی هیدرولوژیکی شناخته می‌شوند. در این مطالعه، تعدادی از مدل ها، براساس برخی از معیارها از جمله عدم پیچیدگی، دسترسی به داده ها و کد، دسته‌بندی و از نظر خروجی ها، مقیاس زمانی و مکانی و ساختار مدل بیلان مقایسه شده اند.