پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری در نشریه‌ای فنی، کاربرد مدل‌های نوین هیدرولوژیکی را در مدیریت منابع آب بررسی کرد
مدل‌سازی تغییرات زمانی و مکانی بیلان آب با بهره‌گیری از مدل WetSpass-M؛ گامی در مسیر مدیریت علمی منابع آب
به گزارش روابط عمومی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی لرستان، این نشریه با تمرکز بر اهمیت شناخت دقیق مؤلفه‌های بیلان آب، به بررسی قابلیت‌های مدل‌سازی هیدرولوژیکی در تحلیل رفتار منابع آب و شناسایی الگوهای مکانی و زمانی فرآیندهای مؤثر بر چرخه آب می‌پردازد.
با توجه به اهمیت راهبردی منابع آب، به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک که با محدودیت منابع آب تجدیدپذیر و نوسانات اقلیمی مواجه هستند، برآورد دقیق مؤلفه‌های بیلان آب در حوضه‌های آبخیز از جایگاه ویژه‌ای در برنامه‌ریزی، حفاظت و مدیریت پایدار منابع آب برخوردار است. پیچیدگی سامانه‌های هیدرولوژیکی، تنوع شرایط اقلیمی، تفاوت‌های توپوگرافی، تغییرات پوشش گیاهی و ناهمگنی ویژگی‌های خاک، ضرورت استفاده از ابزارهای علمی و مدل‌های هیدرولوژیکی را برای تحلیل و برآورد مؤلفه‌های بیلان آب دوچندان کرده است.
در این میان، مدل‌های توزیعی هیدرولوژیکی با فراهم کردن امکان بررسی تغییرات مکانی فرآیندهای مرتبط با چرخه آب، بستری مناسب برای شناخت دقیق‌تر رفتار حوضه‌های آبخیز فراهم می‌کنند. مدل WetSpass از جمله مدل‌های مبتنی بر رویکرد فیزیکی است که با هدف برآورد میانگین بلندمدت الگوهای مکانی مؤلفه‌هایی همچون رواناب سطحی، تبخیر و تعرق و تغذیه آب‌های زیرزمینی توسعه یافته است. این مدل با لحاظ کردن ویژگی‌های محیطی و هیدرولوژیکی، امکان بررسی چگونگی توزیع مؤلفه‌های بیلان آب را در بخش‌های مختلف یک حوضه آبخیز فراهم می‌کند.
یکی از ویژگی‌های قابل توجه مدل WetSpass، ماهیت توزیعی آن و قابلیت در نظر گرفتن ناهمگنی‌های محیطی در مقیاس سلولی است؛ قابلیتی که امکان بررسی تأثیر هم‌زمان عوامل مختلف بر فرآیندهای هیدرولوژیکی را فراهم می‌سازد. در این رویکرد، حوضه آبخیز به‌عنوان سامانه‌ای ناهمگن در نظر گرفته می‌شود که در آن تفاوت‌های کاربری اراضی، پوشش گیاهی، بافت و ویژگی‌های خاک و سایر پارامترهای محیطی می‌توانند در میزان و نحوه توزیع رواناب، تبخیر و تعرق و تغذیه آب زیرزمینی نقش داشته باشند.
کاربری اراضی و بافت خاک؛ دو عامل کلیدی در توزیع مؤلفه‌های بیلان آب
کاربری اراضی و بافت خاک از جمله عوامل تأثیرگذار بر رفتار هیدرولوژیکی حوضه‌های آبخیز به شمار می‌روند. نوع پوشش و کاربری اراضی از طریق تغییر در میزان نفوذپذیری سطح، شرایط تبخیر و تعرق و تولید رواناب، بر نحوه توزیع آب در سطح حوضه اثر می‌گذارد. از سوی دیگر، ویژگی‌های بافت خاک و خصوصیات فیزیکی آن، از جمله ظرفیت نفوذ و نگهداشت رطوبت، در تعیین سهم آب نفوذی، رواناب سطحی و آب قابل دسترس برای گیاهان و تغذیه آب زیرزمینی مؤثر هستند.
بررسی توأمان این عوامل در مدل‌های توزیعی، امکان شناسایی مناطق دارای رفتار هیدرولوژیکی متفاوت و درک بهتر ارتباط میان ویژگی‌های سطح زمین و مؤلفه‌های بیلان آب را فراهم می‌کند. چنین شناختی می‌تواند مبنایی برای تحلیل وضعیت منابع آب، ارزیابی پیامدهای تغییر کاربری اراضی و پشتیبانی از تصمیم‌گیری‌های کارشناسی در زمینه حفاظت خاک و آبخیزداری باشد.
الهام داودی، محقق و از نویسندگان این نشریه، با اشاره به اهمیت مدل‌سازی هیدرولوژیکی در شناخت فرآیندهای حاکم بر حوضه‌های آبخیز اظهار کرد: با توجه به محدودیت منابع آب، به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک، شناخت دقیق مؤلفه‌های بیلان آب و نحوه تغییرات مکانی و زمانی آن‌ها از ضرورت‌های اساسی در مدیریت پایدار منابع آب به شمار می‌رود. پیچیدگی فرآیندهای هیدرولوژیکی و ناهمگنی شرایط محیطی سبب می‌شود که استفاده از روش‌های سنتی به‌تنهایی پاسخگوی همه نیازهای مطالعاتی نباشد.
وی تصریح کرد: مدل WetSpass-M با برخورداری از قابلیت توزیعی و امکان لحاظ کردن تفاوت‌های کاربری اراضی، پوشش گیاهی و ویژگی‌های خاک، ابزار مناسبی برای برآورد و تحلیل مؤلفه‌های بیلان آب فراهم می‌کند. توجه به این تفاوت‌ها می‌تواند به شناسایی دقیق‌تر الگوهای رواناب سطحی، تبخیر و تعرق و تغذیه آب‌های زیرزمینی کمک کند و زمینه را برای ارتقای مطالعات هیدرولوژیکی و پشتیبانی علمی از برنامه‌های حفاظت خاک و آبخیزداری فراهم سازد.
در مجموع، انتشار این نشریه فنی با هدف تبیین ظرفیت‌های مدل‌سازی توزیعی در برآورد مؤلفه‌های بیلان آب، می‌تواند به توسعه دانش کاربردی در حوزه هیدرولوژی و مدیریت حوضه‌های آبخیز کمک کند. بهره‌گیری از مدل‌هایی نظیر WetSpass-M در کنار داده‌های معتبر اقلیمی، خاک‌شناسی، توپوگرافی و کاربری اراضی، زمینه تحلیل دقیق‌تر فرآیندهای هیدرولوژیکی و فراهم آوردن اطلاعات مورد نیاز برای برنامه‌ریزی علمی در زمینه حفاظت و بهره‌برداری پایدار از منابع آب و خاک را مهیا می‌سازد.
این نشریه از سوی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری و با مشارکت محققان بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی لرستان تهیه شده است و در راستای تقویت رویکردهای علمی و کاربردی در مطالعات منابع آب و مدیریت حوضه‌های آبخیز قرار دارد.
