پیش بینی اثرات زهکشی زیرزمینی کنترل شده بر بار نیتروژن و رسوب در مقیاس حوضه آبریز با استفاده از مدل AnnAGNPS (مطالعه موردی: حوضه قره سو در استان گلستان)

طی چند دهه گذشته، شیوه های مدیریتی متعددی با هدف مدیریت حجم و بار آلایندگی زه‎آب در اراضی کشاورزی معرفی و مورد بررسی قرار گرفته اند که زهکشی زیرزمینی کنترل شده ( CTD) یکی از این روش ها است. علیرغم اهمیت ارزیابی نتایج بکارگیری CTD، تاکنون بیشتر یافته ها و ارزیابی های صورت گرفته، ناشی از مطالعات در مقیاس مزرعه بوده و تاثیرات اجرای آن بر روند کیفیت و کمیت زه‎آب در مقیاس حوضه آبریز (پس از خروج از مزرعه تا رسیدن به نقطه تخلیه) به خوبی مورد بررسی قرار نگرفته است. در این پژوهش اثرات زهکشی زیرزمینی کنترل‎شده بر بار رسوب، نیتروژن کل و نیتروژن محلول (نیترات) در حوضه آبر یز قره سو استان گلستان و با استفاده از مدل AnnAGNPS مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور انطباق بیشتر داده های هواشناسی مورد استفاده در مدل با شرایط اقلیمی منطقه در زمان بهره برداری از پروژه زهکشی زیرزمینی، از میانگین پنج سال آماری ۱۳۹۵ تا ۱۳۹۹ استفاده شد (سال های وقوع هر سه وضعیت نرمال، ترسالی و خشکسالی). به منظور واسنجی و صحت سنجی مدل، سال های آبی ۱۳۹۷-۱۳۹۶ (واسنجی) و ۱۳۹۸-۱۳۹۷ (صحت سنجی) انتخاب گردید. درجه انطباق بین داده های مشاهداتی و شبیه‎سازی شده رواناب خروجی از حوضه، با استفاده از نمایه‎های ضریب کارایی مدل (E) ، RSR وPBIAS محاسبه و به ترتیب به میزان ۸۵/۰، ۴۸/۰ و ۶/۲- برای دوره واسنجی و ۷۶/۰، ۴۴/۰ و ۹/۱۰- برای دوره صحت سنجی به دست آمد. این مقادیر برای پارامتر رسوب به ترتیب ۷۳/۰، ۴۳/۰ و ۷/۳۱- (واسنجی) و ۶۶/۰، ۵۴/۰ و ۱/۲۹- (صحت‎سنجی) بود. نتایج نشان داد که مدل در شبیه سازی پارامترهای مورد بررسی، از کارآیی مناسبی برخوردار است. دو سناریوی عمق ۲/۰ متر (CTD۰.۲) و عمق ۶/۰متر (CTD۰.۶) به ترتیب برای کنترل بیش از حد زهکشی و عمق توصیه شده برای کنترل زهکشی انتخاب گردید. برای سناریوی CTD۰.۶، نتایج شبیه‎سازی‎های مدل حاکی از کاهش اندک رواناب (۶/۳%) و کاهش نیتروژن کل (۲۸/۱۵%) و نیتروژن محلول (۱۲/۴۶%) در خروجی دهانه رودخانه قره سو (در طول فصل رشد) بود. افزایش بار رسوب ناشی از اجرای سناریوی CTD۰.۶ در طول فصل رشد، ۶/۷% بود. برپایه نتایج مدل، کنترل زهکشی زیرزمینی در عمق تقریبی ۶/۰متر، نقطه تعادل مناسبی برای کاهش بار نیتروژن و رسوب در مقیاس حوضه آبریز می باشد.

Keywords:

زهکشی کنترل شده , آلایندگی , حوضه آبریز , AnnAGNPS