بررسی تأثیر بهره‌برداری از جنگل بر دبی رواناب و هدررفت منابع آبی با استفاده از مدل SWAT در حوزۀ آبخیز جنگلی خیرود

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی جنگل، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج

2 دانشیار گروه جنگلداری و اقتصاد جنگل، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج

3 استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدۀ مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران، کرج

چکیده

آگاهی از تأثیرات بهره‌برداری از جنگل بر مقدار هدررفت آب و وقوع سیلاب‌های ویرانگر، در مدیریت آبخیزهای جنگلی ضرورت دارد. در پژوهش حاضر، تأثیر بهره‌برداری از جنگل بر دبی رواناب و هدررفت آب در حوزۀ آبخیز جنگلی خیرود با استفاده از مدل بارش-رواناب SWAT بررسی شد. برای این منظور مدل واسنجی و سپس اعتبارسنجی شد. سپس با فرض کاهش شمارۀ منحنی در اثر بهره‌برداری، با اعمال گزینۀ 20 گزینه برداشت در هر پنج زیرحوضه و اجرای مکرر مدل SWAT، مقدار تغییرات دبی ماهانه با استفاده از شاخص‌های %F و f بررسی شد. واسنجی مدل با الگوریتم SUFI2 در نرم‌افزار SWAT-CUP انجام گرفت و برای اعتبارسنجی مدل SWAT از معیارهای ارزیابی خطا استفاده شد. نتایج حاصل از واسنجی و اعتبارسنجی مدل SWAT نشان داد که این مدل از عملکرد رضایت‌بخشی برخوردار است (0/64NSE= و 0/59RSR=). اجرای گزینه‌های مختلف بهره‌برداری نشان داد که با افزایش درصد بهره‌برداری از درختان جنگلی در زیرحوضه‌های واقع در سرشاخه و میانۀ حوضه، مقدار دبی ماهانه افزایش می‌یابد، درحالی ‌که اجرای گزینه‌های مشابه در زیرحوضه‌های نزدیک خروجی حوضه، تأثیری در افزایش دبی ماهانۀ خروجی از حوزۀ آبخیز ندارد. در واقع زیرحوضه‌های واقع در میانه و سرشاخه‌های حوزۀ آبخیز خیرود، به‌دلیل همزمانی دبی خروجی زیرحوضه‌ها در خروجی حوزۀ آبخیز، به‌همراه شرایط فیزیوگرافی مستعد تولید رواناب، شرایطی را رقم می‌زند که با اجرای گزینه‌های بهره‌برداری، دبی ماهانۀ خروجی از حوزۀ آبخیز خیرود با افزایش ملموس‌تری مواجه شود. یافته‌های پژوهش حاضر می‌تواند در انتخاب مناسب‌ترین مکان برای بهره‌برداری، با رویکرد کنترل سیلاب و جلوگیری از هدررفت منابع آبی مفید واقع شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of forest harvesting variants for mitigating the runoff and loss of water resources using SWAT rainfall-runoff model in Kheyrud forest watershed

نویسندگان [English]

  • M. Moradnezhadi 1
  • M. Jourgholami 2
  • O. Bozorg-Haddad 3
1 Ph.D. Student of Forest Engineering, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
2 Assoc. Prof., Department of Forestry and Forest Economics, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
3 Prof., Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
چکیده [English]

In this study, the effect of utilization of forest trees on runoff and waste water in the Kheyrud forested watershed was investigated using the SWAT model. In order to achieve this purpose, calibrating and validating the model were firstly done by putting 20 percent exploitation from each sub-basin into use, and repeated simulations of the SWAT model. The rate of monthly flows changes were obtained and then were evaluated by using of the indexes % F and f. % F index makes use of sub-region area parameter in monthly discharge analysis. The calibration and validation of the SWAT model were performed using SUFI2 algorithm in SWAT-CUP software and error evaluation criteria, respectively. The results of calibration and validation of the SWAT model showed the acceptable capability of simulation for this model. The implementation of 20 percent showed that increasing the exploitation percent of forest trees in sub basins 3, 4, and 5, was resulted in increasing the monthly discharge, while the implementation of 20 percent in sub basins 1 and 2 presented no tangible effect on the increase of the watershed’s monthly discharge. Accordingly, sub-basins situated in the middle of the Kheyrud watershed, especially sub basins 4 and 5, due to the concurrency of the sub-basin discharge at the outlet point of the catchment, accompanied with the proper physiographic conditions providing a condition for the watershed to enjoy a greater monthly discharge. These results can be useful in managing forest exploitation and selecting the most suitable utilization places.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Forest harvesting
  • Forest watershed
  • Monthly discharge
  • Rainfall-runoff
  • SWAT Model