بخشی از مقاله
چکیده
امروزه تجزیه و تحلیل مسائل منابع آب با استفاده از مدلها از جایگاه ویژهاي برخوردار است، چرا که می-تواند آب را بین مصارف گوناگون شرب،کشاورزي، صنعت و حفاظت محیط زیست به گونهاي تخصیص دهد که کمترین مشکلات را در آینده و حال بوجود آورد. در این تحقیق از نرم افزار MIKEBASIN براي تخصیص آب به تشکلهاي آببران نهر شعبان نهاوند استفاده شد. شبیهسازي میزان آب ورودي به تشکلهاي آببران بر اساس اولویت مکانی نقاط برداشت و با هدف کمکردن کمبودها تعریف شد.
برنامهریزي منابع آب به گونهاي انجام شدکه بخشی از نیازها که نمیتوانند به تنهایی از منابع آب سطحی تأمین شوند از طریق منابع آب زیرزمینی تامین شود. شبکه نهر شعبان شامل 14 تشکل میباشد، مدل MIKEBASIN مجموع آبهاي سطحی که بتواند جوابگوي تقاضاي تشکلها باشد، 14 میلیون متر مکعب برآورد نمود.
نتایج حاصل از برداشت آبهاي زیرزمینی نشان داد که تشکلهاي کوهانی، گوشه، نقارهچی و پنجیران وابستگی زیادي به آب زیرزمینی دارند. بطور کلی مدل میزان کمبودها را صفر شبیهسازي نمود، در حالیکه بیلان منابع آب، میزان کمبود را حدود 6 میلیون متر مکعب برآورد نمود. علت این تفاوت ناشی از آن است که مدل، تخصیص را با هدف رفع کمبودها به میزان 80 درصد انجام میدهند.
مقدمه
افزایش جمعیت، توسعه فعالیت هاي وابسته به آب و رقابت شدید بین بخش هاي مصرف کننده ازسویی و محدودیت روز افزون منابعآبِ در دسترس از سویی دیگر،تأمینِ مصارف یک حوضه را با مشکلات جدي روبرو کرده است .نتیجه اینکه امروزهتقریباً در اکثر حوضه هاي آبریز، مقوله کمبود آب از دغدغه ي اساسی تصمیم گیرندگان و ذینفعان آن می باشد .لذا برنامه ریزي تخصیص عادلانه آب و بر اساس توسعه پایدار بسیار اهمیت پیدا کرده است که با توجه به پیچیدگی هاي موضوع، مدل هاي ریاضی این فرصت را فراهم می کنند که با پیاده سازي ساختار شماتیکی از یک حوضه واقعی، فرآیند هاي طبیعی و هیدرولوژیکی مرتبط با سیستم منابع آب و روابط حاکم بین بخش هاي عرضه و تقاضا، شبیه سازي کنند و نحوه حصول به اهداف مدیریت منابع آب را با این رویکرد ارزیابی نمود.
از مدلهاي که در این زمینه توسعه یافته اند می توان به مدلهاي MIKEBASIN، WEAP، RIBASIM، REALM و MODSIM اشاره کرد. مطالعات cdhnd در زمینه مدلسازي تخصیص منابع آب با استفاده از مدل MIKEBASIN در داخل و خارج کشور مشاهده شده است که در ذیل به تعدادي از آنها اشاره میشود.
جوآ و گوپتا - 2003 - اولین شبیهسازي با مدل MIKEBASIN را در حوضه رودخانه Mun در شمال شرق تایلند انجام دادند که بر پایه دادههاي هیدرولوژیکی و دادههاي نیاز مصارف بخشهاي شرب، صنعت و کشاورزي براي دوره زمانی 1965 تا 1997 انجام گرفت.
نتایج مدل حاکی از آین است که، حوضه مورد نظر در فصول خشک سال با کمبودهایی در زمینه تامین نیاز آب کشاورزي روبرو میباشد که پیشنهادهایی براي مقابله با این محدودیتها از جمله تغییر الگوي کشت، استفاده همزمان از آبهاي زیرزمینی، انتقال آب بین حوضه اي و استفاده از گیاهان شورپسند ارائه دادند. نویسندگان به منظور تعریف و محاسبه شاخص اطمینان پذیري سیستم، براي طرحهاي کشاورزي 20 درصد کمبود - اعتمادپذیري 80 درصد - و براي مصارف تامین شرب 10 درصد کمبود در تامین نیاز را مبناي شکستپذیري قلمداد کردند.
ریشات و رهمان - 2009 - با استفاده از دادههاي ماهواره اي - توپوگرافی، ارتفاع و غیره - و اطلاعات اقلیمی و هواشناسی سایتهاي جهانی - سنجش از راه دور - همچون بارندگی و دما براي شبیهسازي بارش-رواناب با کمک مدل NAM به کار رفته در نرم افزار MIKEBASIN در GBM واقع در مرز کشورهاي بنگلادش، بنگال، چین، نپال و هند اجرا نمودند. هر چند مقادیر جریان رودخانه شبیهسازي شده در حوضههاي مختلف از 8 تا 20 درصد با مقادیر واقعی و مشاهده شده اختلاف داشتند ولی سطح پیش بینی مدل شبیهساز بارش-رواناب به کار رفته در MIKEBASIN را رضایت بخش معرفی کرده بودند.
کریستنسن - 2004 - به منظور رفع کاستیهاي یک مدل شبیهساز پیوستن برخی دیگر مدلها به مدل مورد نظر را مورد ارزیابی قرار داد که در مورد مدل MIKEBASIN نیز به منظور قوت بخشیدن به فرآیند شبیهسازي آن، مطالعات قابل توجهی انجام شده است. از این قبیل می توان به الحاق مدل MIKEBASINومدل هیدرولوژيِ MIKESHE که قابلیت شبیهسازي کمیوکیفی منابع آبِ یک حوضه را مهیا میسازد اشاره کرد. به منظور الحاق دو مدل از محیطOpen MI1 که ابزاري مناسب جهت لینک راحت و بی دردسر مدلهاي حوضه اي و هیدرولوژیکی است، استفاده شده است.
پات و همکاران - 2007 - الحاق مدل MIKEBASIN با مدل ACRU را بررسی نمود که با توجه به اینکه مدل ACRU، قابلیت شبیهسازي راحت اثرات کاربري اراضی و فعالیتهاي مدیریتی دارد و از طرفی نیز MIKEBASIN، قادر به شبیهسازي قوانین بهره برداري مربوط به گرههاي مصرف میباشد لذا با ترکیب دو مدل فوق در محیط ArcGIS، امکان شبیهسازي همزمان تغییرات کاربري اراضی و پیاده سازي قوانین بهره برداري مصارف مختلف، مهیا میشود.
DHI و شرکت آب و برق - 2008 - - EWEB - Eugene بمنظور توسعه بیلان آب سطحی، براي شاخه اصلی رودخانه McKenzie و دیگر انشعابات آن در کشور اروگوئه، مدل MIKEBASIN را اجرا و در طی سالهاي 2006 تا 2008 مدل مذکور کالیبره نمودند. این مدل شامل یک سري مدلسازي رواناب – بارش بوده تا جریانات حوضه را با استفاده از این مدل فراهم آورد، کما اینکه این مدل براي تمام مصرفکنندگان، سهولت دستیابی به آب و استفاده از جریانات در سراسر حوضه رودخانه را ممکن میسازد.
باقري هارونی و همکاران - 1390 - با هدف تخصیص بهینه و کارآمد در مدیریت و برنامهریزي منابع آب توانایی دو مدل MIKEBASIN و WEAP در بخشی از رودخانه تالوار از سرشاخههاي قزل اوزن را مورد ارزیابی قرار دادند. آنها ابتدا قابلیتها و امکانات شبیهسازي و بهینهسازي را براساس شاخص اطمینانپذیري اجرا و نتایج را تحلیل نمودند و در نهایت چنین نتیجه گرفتند که شبیهسازي توسط MIKEBASIN نسبت به مدل WEAP با توجه به دسترس گذاشتن آب به گرههاي بالاتر با واقعیت تطابق بیشتري دارد.
ارشادي و همکاران - 2005 - نیز دستیابی به مدیریت یکپارچه منابع آب در حوضه رودخانه کابل را مورد بررسی قرار دادند و دریافتند که براي نیل به این هدف باید منابع موجود آب و میزان مصرف آتی آن در سطح حوضه تعیین شود. لذا در این پژوهش ترکیبی از سنجش از دور،GIS و MIKEBASIN استفاده شد. سنجش از دور براي آماده سازي دادههاي بارش پایه، پوشش برف، کاربري اراضی و اطلاعات توپوگرافی و MIKEBASIN نیز بمنظور گردآوري دادههاي نیاز آبی و دبی مشاهده شده در طی سال1961 - 78 بکار گرفته شده است. بدین ترتیب بر اساس این اطلاعات و برآورد مصرف آب در طی دورة مذکور میزان آب موجود و جریان طبیعی آن در حوضه تعیین گردید.
جاویدي صباغیان و همکاران - 1388 - نیز با استفاده از نرمافزار MIKEBASIN، در رودخانه اترك در استان گلستان، مدل تولید رواناب سطحی و مصرف آب در بخشهاي مختلف حوضه را اجرا و با استفاده از اطلاعات موجود ایستگاههاي آبسنجی در دوره شاخص کالیبره گردد. ارزیابی وضع موجود تولید رواناب، تأمین نیازهاي آبی و برآورد کمبودهاي احتمالی در شرایط موجود گام بعدي بوده که با استفاده از این مدل و اطلاعات موجود از مصارف و نیازهاي آبی انجام گرفته است. در نهایت نتایج حاصل از مدلسازي پس از کالیبراسیون در جداولی تهیه شد تا بتوان بر اساس آن تأمین نیازها و تعیین کمبودها در وضعیت حال و آینده را اجرا نمود.
مواد و روشها
منطقهي مورد مطالعه از نظر تقسیمات کشوري در روستاهاي قلعه قباد، شعبان، جهان آباد، کوهانی، رضی آباد، گل زرد، مراد آباد، بابارستم، نقارچی، گوشه سرآسیاب، هلیجان، پنجران و قیصار شهرستان نهاوند، در استان همدان واقع شده است. این منطقه از شمال به شهرهاي تویسرکان و همدان، از شرق به ملایر، از غرب به استان کرمانشاه و از سمت جنوب به استان لرستان محدود می¬شود. به طور کلی منطقه مورد مطالعه در ناحیه عرض جغرافیایی 48 و 24 دقیقه طول شرقی و 23 درجه و 22 دقیقه عرض شمال شرقی قرار گرفته است. وسعت محدوده مطالعات تعیین محدوده¬هاي آبخور انهار 1227 هکتار است
