مروری جامع بر مطالعات مدل‏سازی تلفیقی منابع آب سطحی و آب زیرزمینی با استفاده از مدل‏های swat وmodflow

هدف: هدف این مطالعه بررسی جامع مطالعات انجام شده مدل‏سازی منابع آب سطحی و زیرزمینی با استفاده از مدل‏های swat، modflow و swat-modflow و تجزیه‌وتحلیل محدودیت‏ها و قابلیت‏ آن‏ها بود. روش پژوهش: تیم تحقیقاتی با انتشار یک محیط آنلاین در میان همکاران ساخته شد. پروژه در محیط آنلاین تشریح و مراحل انجام کار توضیح داده شد. نمونه مقالات شامل 235 مقاله از پایگاه‌های اطلاعاتیsid ،magiran ، scopusوscincedirect با کلید واژه‌های swat، modflow، swat-modflow تا سال 1403 بود. عناوین مقالات، چکیده‌ها و در صورت نیاز، بخش‌هایی از مقالات مطالعه شد تا به سوال اصلی مطالعه یعنی بررسی محدودیت‏ها و قابلیت‏های مدل‏سازی منابع آب سطحی و آب زیرزمینی پاسخ داده شود. یافته‌ها: بررسی‏ها نشان داده است که عدم قطعیت در تعیین پارامتر  تغذیه آب زیرزمینی، به‏ میزان قابل‌توجهی در نتایج شبیه‏سازی جریان آب زیرزمینی و برآورد مولفه‏های بیلان آب تاثیر خواهد داشت. از روش‏ها و مدل‏های متنوعی برای تعیین میزان تغذیه آب‏های زیرزمینی ناشی از نفوذ عمقی و جریانات برگشتی آبیاری مانند swat ، watlac،hec_hms ، hydrus، mobidic و... استفاده شده است. این مدل‏ها غالباً در ترکیب با مدل آب زیرزمینی modflow برای افزایش دقت در شبیه‏سازی سطح آب زیرزمینی و اثربخشی سناریوهای مختلف برداشت توامان از منابع آب سطحی و زیرزمینی بر مولفه‏های بیلان آب استفاده شده است. به‌طورکلی بررسی‏ها نشان داده است که مدل swat به‏عنوان یک مدل جامع شبیه‏سازی آب‏های سطحی برای برآورد تغذیه و تبخیر و تعرق واقعی در مقیاس حوضه آبریز است؛ به‏طوری که تاثیر مقادیر تغذیه حاصل از مدل swat به‏عنوان یکی از مهم‏ترین مولفه‏های ورودی مدل‏‏های آب‏ زیرزمینی در شبیه‏سازی تراز سطح ایستابی و مولفه‌های بیلان آب زیرزمینی با استفاده از مدل modflow به‏عنوان یک مدل جامع و یکپارچه منابع آب سطحی و زیرزمینی (swat-modflow) در اکثر مطالعات تایید شده است. درمجموع نتایج تحقیقات نشان می‏دهد از مدل تلفیقی swat-modflow می‏توان به‏عنوان یک ابزار کاربردی در تبیین الگوی بهره‌برداری مناسب از منابع آب تلفیقی سطحی و زیرزمینی تحت‌تاثیر سناریوهای مختلف مدیریتی استفاده کرد. نتیجه‌گیری: بررسی این مطالعه بینش عمیقی در استفاده از مدل‏های آب سطحی و زیرزمینی را در اختیار محققین، پژوهشگران و مدیران قرار می‏دهد تا بتوانند بر اساس داده‏ها و ابزارهای موجود و متناسب با اهداف مطالعات و چالش‏های موجود در مناطق مختلف، بهترین ابزار‏ها را به کار گیرند تا عدم قطعیت و خطاهای مدل‏سازی را به حداقل برسانند. به‌طورکلی استفاده از این مدل‏ها می‏تواند به‏عنوان راهنمای تخصیص بهینه و پایدار منابع آب سطحی و زیرزمینی در حوضه‏های رقابتی و بسیار شکننده مورد استفاده قرار گیرد.

a comprehensive review of integrated modeling studies of surface water and groundwater resources using swat and modflow models

objective: the purpose of this study was to comprehensively review the studies conducted on surface water and groundwater resources modeling using swat, modflow, and swat-modflow models and analyze their limitations and capabilities.method: the research team was built by publishing an online environment among colleagues. the project was described in the online environment and the work steps were explained. the sample of articles included 235 articles from sid, magiran, scopus and scincedirect databases with keywords &swat&, &modflow&, &swat-modflow& until 1403. the titles of the articles, abstracts and, if necessary, parts of the articles were studied in order to answer the main question of the study, which is to investigate the limitations and capabilities of surface water and groundwater resource modeling.results: investigations have shown that the uncertainty in determining recharge parameter will have a significant effect on the results of the simulation of the underground water flow and the estimation of the water balance components. various methods and models have been used to determine the amount of groundwater recharge caused by deep infiltration and irrigation return flows, such as swat, watlac, hec_hms, hydrus, mobidic, etc. these models are often used in combination with the modflow groundwater model to increase the accuracy in the simulation of the groundwater level and the effectiveness of different scenarios of combined extraction from surface and groundwater sources on the components of the water balance. in general, the studies have shown that the swat model is a comprehensive surface water simulation model for estimating recharge and evapotranspiration at the watershed scale; so that the effect of recharge values ​​obtained from swat model as one of the most important input components of groundwater models in the simulation of water level and groundwater balance components using modflow model as a comprehensive and integrated model of surface water and groundwater resources (swat-modflow) has been approved in most studies. in total, the results of the research show that swat-modflow integrated model can be used as a practical tool in explaining the appropriate exploitation pattern of integrated surface and underground water resources under the influence of different management scenarios.conclusions: this study provides an in-depth understanding of the use of surface water and groundwater models to researchers and managers, so that they can use the best tools based on available data and tools, and appropriate to the objectives of the studies. the use of these models can be used as a guide for the optimal and sustainable allocation of surface water and groundwater resources in competitive and highly fragile basins.