ارزیابی اثرات توسعه در حوزه آبخیز شهری لانگات مالزی بر کمیت و کیفیت رواناب با استفاده از مدل SWAT

حوزه آبخیز هولو لانگات به عنوان یک حوزه استراتژیک در مالزی در سال‌های اخیر تحت تاثیر تغییرات شدید در مدیریت زمین بوده و به تبع آن شرایط هیدرولوژیکی متفاوتی پیدا نموده است. در این مقاله اثرات تغییر کاربری و توسعه شهری بر شرایط هیدرولوژیکی و وضعیت رسوبدهی حوزه قید شده فوق به کمک مدل swat مورد ارزیابی قرار گرفته است. چهار نوع سناریوی مدیریت زمین برای این منظور در نظر گرفته شده که آنالیز تغییر کاربری را در گذشته، حال، آینده و شرایط حفاظت شده بررسی می‌نماید. مبنای بررسی سناریوی شرایط گذشته نقشه‌های کاربری اراضی در سال‌های 2002، 1997، 1990، 1984 و مبنای تحلیل شرایط حال حاضر نقشه‌های سال 2006 بوده است. برای تحلیل شرایط آینده، نقشه کاربری اراضی سال 2020 بر اساس مدل تحلیل استوکاستیک زنجیره مارکوف شبیه‌سازی شده است. نقشه‌های کاربری در شرایط حفاظتی بر اساس اسناد و راهنمای منتشره از دپارتمان محیط زیست و دپارتمان شهرسازی مالزی آماده‌سازی شده است. جهت آنالیز عدم قطعیت و واسنجی مدل از الگوریتم sufi-2 استفاده شد و در نهایت مشخص گردید که مدل swat برای شبیه‌سازی دبی آب در طی سال‌های 2008-1997 و برای شبیه‌سازی بار رسوبی در فاصله سال‌های 2004-1997 دارای کارآیی مطلوب می‌باشد. مقایسه سناریوهای مختلف نشان داد که تفاوت‌های معنی‌داری در میزان رواناب و بار رسوبی رودخانه بین سناریوی حفاظت شده و گذشته با سناریوی پایه (2006) وجود دارد. و این تفاوت‌ها در میزان رواناب، رسوبدهی و تغذیه سفره آب زیرزمینی بین سناریوی آینده و سناریوی پایه نیز معنی‌دار می‌باشد.

The Evaluation of the Impact of Development on The Quantity and Quality of Runoffs Using SWAT (Case study: The Langat urban watershed, Malaysia)

AbstractIn recent decades the Hulu Langat basin that is a strategic watershed located in Malaysia, has been exposed to extensive changes in land use pattern and consequently hydrological condition. The impact of Land Use and Cover Change (LUCC) on hydrological conditions (water discharge and sediment load) of the basin are investigated using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT)in this study. Four land use scenarios were defined for land use change impact analysis, i.e. past, present (baseline), future and water conservation plan. The land use maps dated 1984, 1990, 1997 and 2002 were defined as the past scenarios for LUCC impact analysis. The present scenario was defined based on the 2006 land use map. The 2020 land use map was simulated using cellular automata-Markov model and defined as the future scenario. Water conservation scenarios were produced based on guidelines published by the Malaysia’s Department of Town and Country Planning and the Department of Environment. Both model calibration and uncertainty analysis were performed using the Sequential Uncertainty Fitting (SUFI-2) algorithm. The model robustness for water discharge simulation during the period 1997-2008 was good. However, due to uncertainties that mainly result from intense urban development in the basin, its robustness for sediment load simulation was only acceptable for the calibration period of 1997-2004. The optimized model was run using different land use maps over the periods 1997-2008 and 1997-2004 for water discharge and sediment load estimation, respectively. In comparison to the baseline scenario, SWAT simulation using the past and conservative scenarios showed significant reduction in monthly direct runoff and monthly sediment load, while SWAT simulation based on the future scenario showed a significant increase in the monthly direct runoff, monthly sediment load and ground water recharge.