مدیریت خاک و تولید پایدار (Nov 2018)
شبیهسازی هدررفت عناصر غذایی خاک در حوضه سد قشلاق با استفاده از مدل SWAT
Abstract
سابقه و هدف: یکی از اثرات بسیار مضر فرآیندهای فرسایشی از دست رفتن مواد غذایی خاک به وسیله رواناب و رسوب ناشی از فرسایش می‌باشد. نیتروژن و فسفر از عناصر غذایی اصلی خاک در حوضه‌های آبخیز هستند، اما انباشتگی این عناصر در آب رودخانه‌ها و آبراهه‌ها یکی از موضوعات مهم در هدررفت عناصر غذایی خاک بوده و می‌تواند منجر به رشد گیاهان آبزی، جلبک‌ها و پدیده یوتریفیکاسیون آب‌ها گردد. هدف از این تحقیق شبیهسازی میزان فسفر و نیتروژن کل حمل شده توسط رواناب و رسوب در زیر حوضه‌های سد قشلاق، تهیه نقشه‌ی مناطق هدررفت عناصر غذایی در سطح حوضه و تعیین زیر حوضه‌های بحرانی با استفاده از مدل SWAT (Soil and Water Assessment Tool) است. مواد و روش‌ها: در این پژوهش برای شبیهسازی باررسوب و بررسی میزان هدرروی عناصر غذایی خاک، از مدل پیوسته و نیمه توزیعی SWAT استفاده شد. بدین منظور ابتدا اقدام به جمع‌آوری نقشه‌های مدل رقومی ارتفاع، شبکه آبراهه، کاربری و خاک شد. پایگاه داده‌های اقلیم، خصوصیات خاک و مدیریت برای حوضه آبخیز سد قشلاق تهیه شد. پس از اجرای مدل از داده‌های مشاهده‌ای رواناب، رسوب و کیفیت آب سال‌های 1993 تا 2003 برای واسنجی مدل و داده‌های مشاهداتی سال‌های 2004 تا 2007 برای اعتبارسنجی مدل با استفاده از الگوریتم SUFI-2 استفاده گردید. یافته‌ها: نتایج نشان داد که مدل SWAT دبی، باررسوب، فسفر و نیتروژن حوضه سد قشلاق را به خوبی شبیهسازی کرده است. به عنوان مثال ضرایب R2، NS، r-factor و p-factor برای واسنجی رواناب ماهانه در ایستگاه چهلگزی به ترتیب 80/0، 72/0، 78/0 و 52/0 و در ایستگاه خلیفه‌ترخان و 82/0، 74/0، 80/0 و 54/0 برآورد شد. این ضرایب برای فسفر در ایستگاه چهلگزی به ترتیب 68/0، 63/0، 39/0 و 55/0 و در ایستگاه خلیفه‌ترخان 69/0، 66/0، 55/0 و 49/0 می‌باشد. وضعیت حوضه برای حمل نیتروژن آلی، نیترات، فسفر آلی، فسفر محلول و فسفر معدنی به ترتیب 323، 12، 48، 18/0 و 71 کیلوگرم بر هکتار، شبیهسازی شد. بیشترین منابع هدررفت عناصر خاک به ترتیب در زیر حوضه‌های شماره 50، 47، 43، 51، 48، 34 و 31 قرار دارند که منشاء حدود 30 درصد هدررفت عناصر خاک در حوضه می‌باشند. نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که این مدل می‌تواند به‌طور کار‌آمدی برای تعیین زیر حوضه‌های بحرانی از نظر تلفات مواد مغذی فسفر و نیتروژن به کار گرفته شود. زیر حوضه‌های دارای کاربری زراعی بر روی اراضی شیبدار غرب حوضه، دارای وضعیت بحرانی از نظر هدررفت عناصر غذایی خاک هستند. به منظور کنترل هدررفت عناصر غذایی خاک حوضه آبخیز سد قشلاق، بهترین عملیات مدیریتی، کاهش و کنترل کودهای شیمیایی نیترات و فسفات، تبدیل زمین کشاورزی شیبدار به مراتع و جنگلکاری و نهایتاً ایجاد یک منطقه حائل در طول رودخانه می‌باشد.
Keywords
