شبیه‏ سازی هیدرولوژیکی حوضۀ آبریز سد نهند و شناسایی مناطق بحرانی حوضه از نظر فرسایش با استفاده از مدل swat

با توجه به قرارگیری کشور ایران در منطقۀ خشک و نیمه‏خشک و جنس خاک‌های متداول در ایران، یکی از معضلات کشورمان میزان زیاد فرسایش و رسوب است. میزان رسوب تولیدی از حوضه‏های آبریز در نتیجۀ اندرکنش پیچیدۀ اقلیم، نوع خاک، کاربری اراضی و فعالیت‌های بشری حاصل می‏شود. بر این اساس، حصول روش‏های مناسب و دقیق در پیش‏بینی بار رسوبی رودخانه‏ها را می‏توان به عنوان یکی از چالش‌های مهم دانست. هدف اصلی این مطالعه، شناسایی مناطق بحرانی از نظر فرسایش و رسوب در حوضۀ بالادست سد نهند واقع در استان آذربایجان‏ شرقی است. در این راستا، مدل swat برای پیش‏بینی دبی و بار رسوب ماهانه با استفاده از الگوریتم sufi-2 واسنجی و صحت‏سنجی شد. ضریب نش‏ساتکلیف (ns) به عنوان تابع هدف برای دبی در دورۀ واسنجی و صحت‏سنجی به‌ترتیب 0/84 و 0/75 به دست آمد. مقدار ضریب نش‏ساتکلیف بار رسوب در دورۀ واسنجی 0/65 و در دورۀ صحت‏سنجی 0/8 محاسبه شد. در ادامه، با استفاده از نتایج مدل swat، میزان متوسط رواناب و رسوب خروجی زیرحوضه‏ها با روش گروه‏بندی شکست طبیعی کلاس‏بندی شده و مناطق بحرانی فرسایش تعیین شد. بر این اساس، 52 کیلومتر مربع (25 درصد) از مساحت حوضه که در کلاس با تولید رسوب بیشتر طبقه‏بندی شده‏اند، جزء مناطق بحرانی از نظر فرسایش و رسوب هستند و بنابراین، در اولویت نخست برای انجام عملیات کنترل فرسایش قرار دارند. از آنجا که فرسایش باعث از بین ‏رفتن و کاهش حاصلخیزی خاک می‏شود و از طرفی، رسوبات تولیدی در مخزن سد رسوب‌گذاری می‏کنند، انجام عملیات کنترل فرسایش در این زیرحوضه‏ها ضروری است.

hydrological simulation of nahand watershed and identification of critical erosion areas using swat model

due to the location of iran in arid and semi-arid regions and type of soils common in iran, the high rate of erosion and sediment is one of our country problems. the amount of sediment produced is the result of complex interactions between climate, soil type, landuse and human activities. therefore, obtaining appropriate methods in predicting sediment load can be considered as one of the most important challenges. the main purpose of this study is to identify critical areas in terms of erosion and sediment in upstream watershed of nahand dam located in east-azarbaijan province. in this regard, swat model was calibrated and validated using sufi-2 algorithm to predict monthly discharge and sediment load. nash-sutcliffe (ns) as the objective function for discharge in the calibration and validation periods were 0.84 and 0.75, respectively. the nash-sutcliffe coefficient of sediment load was calculated to be 0.65 in the calibration period and 0.8 in the validation period. then, using the results of the swat model, the average runoff and sediment outflow of the sub-basins were classified by method of natural breaks (jenks) and the critical areas of erosion were determined. accordingly, 5,200 square kilometers (25%) of the watershed area, which are classified in the class with more sediment production, are critical areas in terms of erosion and sediment. since erosion causes the destruction and reduction of soil fertility and on the other hand, the produced sediments are deposited in dam reservoir, so it is necessary to perform erosion control operations in these sub-basins.