ارزیابی مدل هیدروژسفر در شبیه سازی نوسانات سطح آب زیرزمینی و مولفه های بیلان هیدرولوژیک با دوره های تنش روزانه در محیط اشباع - غیراشباع

شناخت فرآیندهای دخیل ما بین آب، خاک، گیاه و اتمسفر و همچنین کمی کردن روابط بین آنها از اهمیت بسزایی در برنامه ریزی و مدیریت منابع آب برخوردار است. به منظور مدیریت کارآمد و صحیح منابع آب و همچنین استفاده ی بهینه این منابع، تعیین اجزای بیلان آب به صورت دقیق و منطبق با واقعیت امری ضروری می باشد. در این راستا، به کارگیری مدل های ریاضی و فیزیکی که قادر به لحاظ تمامی مولفه های تاثیرگذار در چرخه ی هیدرولوژی باشند، می-تواند به عنوان ابزاری کارآمد در جهت شبیه سازی منابع آب به حساب آید. در پژوهش حاضر مولفه های بیلان و همچنین نوسانات تراز آب زیرزمینیِ شبکه ی آبیاری راست نکوآباد، واقع در استان اصفهان که یکی از مهمترین مناطق کشاورزی در حوضه ی آبریز زاینده رود به شمار می رود در سال آبی 1385-1384 با استفاده از مدل ریاضی و فیزیکی hydrogeosphere(hgs) شبیه سازی گردید. انتخاب منطقه ی مذکور به دلیل فشار بیش از حدی است که بر منابع آب زیرزمینی دشت که عمدتاً به مصرف کشاورزی می رسد وارد می شود. شایان ذکر است که منطقه ی مذکور، مجهز به شبکه ی آبیاری پیشرفته نیز می باشد، لیکن به دلیل ناتوانی شبکه در تامین نیاز آبی دشت به صورت کامل و همچنین در مواقع بروز خشکسالی، فشار مضاعفی بر منابع آب زیرزمینی دشت وارد می گردد. به منظور انجام این تحقیق، ابتدا نقشه های زمین شناسی حوضه بررسی شد و اطلاعات هواشناسی ایستگاههای موجود در منطقه و همچنین اطلاعات مربوط به چاههای اکتشافی، مشاهده ای و بهره برداری اخذ گردید. در ادامه نیز با تهیه و تدوین آمار شبکه ی آبیاری و نقشه های رقومی ارتفاعی و همچنین پردازش آماری مورد نیاز بر روی داده ها، مدل مورد نظر جهت شبیه سازی منطقه ی مورد بررسی آماده گردید. به منظور تعیین نوع کشت و الگوی آن که تاثیر بسزایی در تعیین میزان تعرق و تبخیر از منطقه دارد، از تصاویر سنجنده landsat استفاده گردید. به منظور اجرای مدل مورد استفاده و دریافت پاسخ آن نسبت به تنش های روزانه، ابتدا مدل با استفاده از داده های بلند مدت بارش، شبکه و برداشت از آبخوان در حالت ماندگار اجرا و سهم هریک از مولفه های چرخه ی هیدرولوژی در بیلان بلند مدت منطقه تعیین گردید. همچنین ضرایب هدایت هیدرولیکی اشباع و تخلخل لایه های تشکیل دهنده ی ناحیه ی زیرسطحی نیز در این قسمت مورد واسنجی قرار گرفت. سپس مدل در حالت غیرماندگار و برای بازه ی زمانی آبان ماه تا خرداد اجرا گردید و تنها پارامترهایی از مدل که تغییرات آنها تابع فصل و زمان است و عمدتاً مربوط به پوشش گیاهی هستند مورد واسنجی قرار گرفت. همچنین، در حین فرآیند واسنجی مدل، به دلیل جبران عدم دقت کافی در برآورد پارامترهای غیراشباع لایه های تشکیل دهنده ی زیرسطحی، از ضریب اصلاح شاخص سطح برگ استفاده شد. به منظور اعتباریابی مدل واسنجی شده، از مقادیر شبیه سازی شده ی مدل در بازه زمانی ماه های تیر تا مهر استفاده گردید. نتایج حاکی از دقت قابل قبول مدل در شبیه سازی نوسانات سطح آب زیرزمینی منطقه بود. در ادامه، از مدل واسنجی و صحت یابی شده ی hgs به منظور شبیه سازی اجزای بیلان آب به صورت مجزا و ماهانه برای سال آبی مورد بررسی، استفاده گردید. در نهایت نیز مولفه های تاثیرگذار بیلان هیدرولوژیک به صورت مجزا و ماهانه برای سال شبیه سازی استخراج گردید. نتایج بررسی اجزای شبیه سازی شده بیلان آب حاکی از آن بود که تبخیر از سطح خاک و لایه های زیرین بسیار بالا و در ماههای خرداد و مرداد تقریباً برابر با آب در اختیار قرار داده شده توسط شبکه بود. علت اصلی این مسئله را می توان ضعف در مدیریت و بهره برداری از شبکه و مدیریت آبیاری در مزارع دانست. لذا به منظور کاهش تلفات ناشی از تبخیر از سطح خاک، راه کارهایی همچون به کارگیری روش های نوین آبیاری و نیز اجتناب از قرار دادن گیاهان پرمصرف در الگوی کشت توصیه می شود. در انتها نیز پیشنهاداتی به منظور مطالعات آتی و تکمیلی مورد نیاز در سطح منطقه مد نظر قرار گرفت.