بومی‌سازی فایل اقلیم مدل پروژه پیش بینی فرسایش آبی (WEPP) (مطالعه موردی: پایگاه تحقیقاتی سنگانه، خراسان رضوی)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو/ دانشگاه یزد

2 دانشیار- دانشگاه یزد

3 استادیار/ مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی

چکیده

فرسایش خاک اثرات درون حوزه‌ای شامل کاهش حاصلخیزی خاک و اثرات برون حوزه‌ای شامل کاهش کیفیت آب، را در پی دارد. در کشور ما نیز فرسایش هر ساله خسارات جبران ناپذیری را به اکوسیستم‌های حوزه‌های آبخیز و اقتصاد کشور وارد می‌سازد. تدوین و اجرای مؤثر برنامه‌های مهار فرسایش، نیاز به درک کامل فرآیند‌های آن، توانایی در اندازه‌گیری و برآورد دقیق شدت فرسایش، شناخت عمیق مسأله و اعمال تکنیک‌های علمی در کنترل آن دارد. در بیشتر حوزه‌های آبخیز، داده‌های مورد نیاز برای برآورد رسوب در پایین دست دامنه‌ها وجود ندارد. از طرفی به-دلیل مشکلات اجرایی و وسعت حوزه‌ها، امکان استفاده از روش‌های مستقیم مانند پلات‌گذاری، روش‌های هیدرولیکی و هیدرولوژیکی برای محاسبه فرسایش در دامنه‌ها به‌جز موارد محدود و برای حوزه‌های کوچک وجود ندارد. راه مناسب دیگری که برای به دست آوردن مقدار فرسایش و رسوب وجود دارد، اندازه‌گیری غیر مستقیم به کمک روابط و مدل‌های ارائه شده، است. در این رابطه مدل‌های شبیه‌ساز به ابزارهای با اهمیتی جهت آنالیز فرآیندهای طبیعی دامنه‌ها و حوزه‌های آبخیز و همچنین توسعه سناریوهای مختلف مدیریتی آبخیزداری تبدیل شده‌اند. مدل WEPP، یکی از مشهورترین مدل‌های فرآیند محور است که با پایه فیزیکی می‌تواند هدر رفت خاک و رسوب‌گذاری را با استفاده از مکانیسم‌ها و فرآیند‌های توزیعی زمانی و مکانی روی دامنه‌ها و در داخل آبراهه‌ها پیش‌بینی کند. مدل WEPP در دو مقیاس دامنه و حوزه آبخیز قابل استفاده بوده و قادر است میزان فرسایش، رسوب و رواناب را به صورت سال‌های متوالی و یا برای یک رگبار برآورد کند. مدل دامنه WEPP دارای چهار بخش اقلیم، خاک، مدیریت و توپوگرافی است و در مدل حوزه آبخیز علاوه بر این چهار بخش، داده‌های مربوط به تأسیسات آبخیزداری، کانال و مخازن نیز اضافه می‌شود لذا برای اجرای مدل، باید اطلاعات اقلیمی را به فرمت قابل قبول توسط مدل WEPP تبدیل کرد که تهیه این فایل اقلیمی برای مناطقی با مشکل داده، کار سخت و گاهی غیر ممکن است. همین امر سبب شده است تا اکثر کاربران مدل WEPP برای ساخت فایل اقلیمی از ایستگاه مشابهی در آمریکا استفاده کنند که این امر میزان کارایی مدل را در مناطق خارج از آمریکا کاهش می‌دهد. لذا در این مطالعه سعی شده است تا فایل اقلیمی مدل WEPP با استفاده از داده‌های هواشناسی منطقه مورد مطالعه (سنگانه مشهد) و برنامه BPCDG تولید شود. فایل نهایی در مدل WEPP استفاده شده و بنابراین از خطای احتمالی در برآورد پارامترهای اقلیمی کاسته می‌شود. بدین منظور پس از تهیه اطلاعات اقلیمی مورد نیاز، فایل‌های ورودی برنامه BPCDG در برنامه Notpad تهیه و به مدل معرفی شده و فایل اقلیمی نهایی ایجاد شده است. نتایج حاصله نشان می‌دهد که مدل WEPP قادر است تا این فایل اقلیمی را شناسایی و اطلاعات آن را به درستی بخواند. همین امر سبب می‌شود که دقت نتایج مدل نیز افزایش یابد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Localization of climate file of Water Erosion Prediction Project Model (WEPP) (Case study: research base Sanganeh, Khorasan Razavi)

نویسنده [English]

  • shahrbanoo abbasi 1

چکیده [English]

"Water Erosion Prediction Project model" is one of the most prominent process-based model with physics base that are able to predict soil loss and sedimentation by using spatial-temporal distributional mechanisms and processes on hillslopes and inside of stream. This model can be used in agricultural, rangeland, forest and road land uses. The WEPP model may be used in both hillslope and watershed applications and is able to estimate runoff, erosion and sediment yield as sequence year or during a storm.The model is a distributed parameter, continuous simulation and erosion prediction model. The distributed input parameters include rainfall amounts and intensity, soil textural qualities, plant growth parameters, residue decomposition parameters, effects of tillage implements on soil properties and residue amounts, slope shape, steepness and orientation and soil erodibility parameters. The major inputs to WEPP are a climate data file, a slope data file, a soil data file and a cropping/ management data file. If the user is simulating irrigation, additional input files are necessary. Applying WEPP in a watershed application also requires additional input file which provide information in channel and impoundment characteristics as well as watershed configuration. The WEPP model as applied to hillslopes can be subdivided into nine conceptual components: climate generation, winter processes, irrigation, hydrology, soils, plant growth, residue decomposition, hydraulics of overland flow and erosion.Erosion prediction is used wildly and as an effective tool in designing and programming for soil protection. For running the WEPP model, the climate information should be converted to acceptable format by WEPP model that this process is a hard work especially in regions with luck of data. This problem has caused that many users of WEPP model use the similar station in US to build climate file and then make to reduce model efficiency rate in areas outside of US. Then, in this study, it has been to produce the climate file of the WEPP model using meteorological data of Sanganeh watershed and BPCDG program. The final file is used in WEPP Model and then it make to reduce errors for estimating the climatic parameters. For this purpose, after collecting the required data, the entrance files of BPCDG program was provided in Not pad format and was introduced to the wepp model. The obtained result shows that WEPP model is able to identify the climate file and read it properly. Finally, this process causes to improve the accuracy of the model output.

کلیدواژه‌ها [English]

  • WEPP Model
  • BPCDG program
  • CLIGEN
  • meteorological data
  • Sanganeh watershed