واسنجی چندمنظوره مدل SWAT در برآورد رواناب، تبخیر و تعرق و عملکرد محصولات (مطالعه موردی: دشت مهاباد)

مدل SWAT به طور گسترده در مطالعات هیدرولوژیک بزرگ ‎مقیاس با توجه به کاربری زمین و شیوه های مدیریت کشاورزی استفاده می شود. در اغلب مطالعات عملکرد این مدل براساس داده‎ های میدانی رواناب سطحی واسنجی می گردد و به دیگر مولفه های بیلان آب از جمله تبخیروتعرق کمتر پرداخته شده است. هدف از این مطالعه واسنجی چندمنظوره مدل SWAT با شاخص های تکمیلی از جمله تبخیروتعرق و عملکرد محصولات غالب در دشت مهاباد در استان آذربایجان غربی بود. واسنجی و اعتبارسنجی مدل براساس داده های ایستگاه هیدرومتری گردیعقوب واقع در خروجی محدوده مطالعه و داده های تبخیروتعرق و عملکرد محصولات غالب منطقه شامل گندم، جو، ذرت، چغندرقند، یونجه، سیب و انگور انجام شد. دوره های واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب ۶ و ۴ سال بود. با توجه به دقت داده ها در فرآیند واسنجی چندمنظوره، ضرایب ۱، ۰/۹ و ۰/۸ به ترتیب برای داده های هیدرومتری، عملکرد و تبخیروتعرق در تابع هدف نرم افزار SWAT-CUP و روش SUFI۲ درنظر گرفته شد. به طور کلی تحلیل حساسیت مدل منجر به انتخاب ۴۳ مورد از حساس ترین پارامترها با توجه به حساسیت آنها به دبی رودخانه، تبخیروتعرق و عملکرد گیاه شد به طوری که پتانسیل واحد گرمایی لازم برای رشد گیاه و شاخص LAI از مهمترین پارامترها برای شبیه ‎سازی عملکرد و تبخیروتعرق محصولات در فرآیند واسنجی مدل بهدست آمد. نتایج نشان داد مدل SWAT به خوبی توانسته است جریان سطحی را در دوره های واسنجی (۰/۸۵=NSE؛ ۰/۸۷ =R۲) و اعتبارسنجی (۰/۹۲=NSE؛ ۰/۸۹ =R۲)  شبیه سازی کند. برآورد جریان سطحی دارای عدم قطعیت بالایی به خصوص در جریان کم در دوره واسنجی بود که منجر به بیش برآورد (%۴/۵ =PBIAS) جریان سطحی شده است. در ارزیابی عملکرد مدل SWAT در برآورد تبخیروتعرق واقعی، این مقادیر با خروجی مدل سنجش از دور WaPOR مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد معیار RMSE در دوره واسنجی بین ۱۳/۸ تا ۶۶/۴ میلیمتر و در دوره اعتبارسنجی بین ۲۳/۹ تا ۵۳/۲ میلیمتر متغیر است. در عین حال، مقادیر تبخیروتعرق واقعی برآورد شده مدل SWAT با برآورد نیاز آبی (پتانسیل) مدل CROPWAT مورد مقایسه قرار گرفت. در این بررسی معیار RMSE در دوره واسنجی بین ۲۴/۴ (%۳/۶) تا ۴۹/۴ (%۶/۵) میلیمتر و در دوره اعتبارسنجی بین ۲۱/۷ (%۶/۲) تا ۵۳/۴ (%۷/۲) میلیمتر برای محصولات مختلف به دست آمد. مقادیر معیار PBIAS نشان داد برآورد تبخیروتعرق مدل SWAT در هر دو دوره واسنجی و اعتبارسنجی کمتر از برآورد نیاز آبی CROPWAT بوده است. به طور کلی برای اکثر محصولات، مقادیر تبخیروتعرق حاصل از مدل SWAT و WAPOR به مراتب کمتر از مقادیر تبخیروتعرق برآورد شده توسط مدل CROPWAT است که می تواند نشان دهنده کم آبیاری باشد. برآورد عملکرد محصولات توسط مدل SWAT با مقادیر عملکرد محصولات گزارش شده در منطقه مقایسه شد. نتایج حاکی از برآورد نسبی مدل برای عملکرد محصول بود، در عین این که مدل SWAT تا حدی عملکرد محصولات را بیش برآورد کرده است. بررسی حاضر نشان داد واسنجی چندمنظوره مدل هیدرولوژیکی بزرگ‎ مقیاس SWAT در یک منطقه تحت آبیاری علاوه بر استفاده از شاخص متداول جریان رودخانه، با درنظر گرفتن پارامترهای تکمیلی از قبیل تبخیروتعرق و عملکرد محصولات می­ تواند منجر به افزایش دقت نتایج مدل شود.

کلیدواژه ها:

ارزیابی ، جریان سطحی ، مصرف واقعی ، ترکیب کشت ، WaPOR