بررسی تغییرات جریان سطحی و زیرزمینی در حوضه آبریز سمنان با استفاده از مدل Swat

یکی از مهم‌ترین و پیچیده‌ترین فرایندها در حوضه‌های آبریز شناخت و پیش بینی تغییرات آب سطحی است. اصلی‌ترین فرایندهای مرتبط با آب سطحی شامل بارندگی، نفوذ، تبخیر تعرق و رواناب هستند. در این پژوهش، از مدل نیمه‌توزیعی swat برای شبیه‌سازی تغییرات جریان سطحی و زیرزمینی برای حوضه آبریز سمنان در مقیاس ماهانه استفاده شد. به‌منظور مشخص کردن پارامترهای حساس مدل، آنالیز حساسیت انجام شد و میزان حساسیت پارامترهای مختلف بر چهار جزء مهم بیلان آب شامل رواناب سطحی، جریان جانبی، آب زیرزمینی و تبخیر تعرق مورد بررسی قرار گرفت. واسنجی مدل بر اساس داده‌های جریان رودخانه برای سال‌های 20142004 و صحت‌سنجی نیز بر اساس آمار سال‌های 20162014 صورت گرفت. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که پارامترهای sol_k (ضریب هدایت هیدرولیکی خاک)، ch_k2 (ضریب نفوذ از بستر رودخانه)،rchrg_dp (مقدار نفوذ به آبخوان عمیق) وcn2 (شماره منحنی scs) حساس‌ترین پارامترها هستند. دقت شبیه‌سازی با استفاده از شاخص‌های ارزیابی نش ساتکلیف (ns) و ضریب همبستگی (r2) برای سه ایستگاه‌ هیدرومتری شهمیرزاد، درجزین و حاجی‌آباد در دوره واسنجی و اعتبارسنجی، به‌ترتیب در بازه 6.0 تا 8.0 و 80.0 تا 90.0 برآورد شد که حاکی از کارایی قابل قبول مدل در شبیه‌سازی جریان است. بر اساس نتایج بیلان آب، از مجموع آب ورودی به حوضه حدود 87.6 درصد صرف تبخیر تعرق، 3 درصد رواناب سطحی، 3 درصد نفوذ و مابقی مرتبط با تغییرات و ذخیره رطوبت در خاک است.

analysis of surface and ground water changes in semnan watershed using swat model

one of the most important and complex processes in the watersheds is the identification and prediction of surface water changes. the main processes associated with surface water include precipitation, percolation, evapotranspiration and runoff. in this research, the semidistributed model, swat, was used to simulate ground water and surface water in semnan catchment in a monthly scale. a sensitivity analysis was perfomed to evaluate and demonstrate the influence of the model parameters on the four major components of water budget including surface runoff, lateral flow, groundwater and evapotranspiration. river discharge data from 2004 to 2014 were used for the calibration and those of 2014 to 2016 were applied for the validation. the results of sensitivity analysis showed that the most sensitive parameters were: sol_k(saturated hydraulic conductivity), ch_k2 (effective hydraulic conductivity in main channel), rchrg_dp(deep aquifer percolation fraction and cn2 (moisture condition ii curve number). the simulation accuracy using nashsutcliffe and coefficient of determination for shahrmirzad, darjazin, and haji abad hydrometric stations was about 0.60 to 0.80 and 0.80 to 0.90 for the calibration and validation period, respectively, showing a good performance in the simulation of river flow. according to the water balance results, about 87.6% of the total inflow into the watershed was actual evapotranspiration, 3% was surface run off, 3% was percolation, and the rest was related to the soil moisture storage.