ارزیابی میزان حساسیت پارامترهای مدل تجربی MPSIAC بر رسوب دهی حوزه آبخیز

چکیده مبسوطمقدمه: مطالعه فرسایش و رسوب یکی از پارامترهای اصلی و جزء تفکیک­ناپذیر مطالعات آبخیزداری یک حوزه آبخیز به شمار می­رود. روش­های جلوگیری از پدیده فرسایش و رسوب، پیکره برنامه­ریزی مدیریت حوزه آبخیز را تشکیل می­دهد. از طرفی عدم وجود آمار دقیق از مقدار فرسایش و رسوب، استفاده از مدل­های برآورد فرسایش و رسوب را اجتناب­ناپذیر می­کند. چنین مدل­هایی اغلب منطقه­ای بوده و در سایر مناطق می­تواند بازه عدم قطعیت زیادی داشته باشد. یکی از دستاوردهای مهم مدل­سازی فارغ از نوع آن، کمک به تحلیل فرایندهای طبیعی در حوزه آبخیز است. از طرفی آگاهی از فرایندهای فرسایش و رسوب در یک منطقه می­تواند گام موثری در مدیریت، برنامه­ریزی و اولویت­بندی منابع موجود باشد. به طورکلی در این تحقیق سعی شده تا با آنالیز حساسیت مدل تجربی پسیاک اصلاح شده (مدل برآورد فرسایش و رسوب) نسبت به پارامترهای به کاررفته در آن، حساسیت مدل نسبت به تغییرات پارامترهای آن­ها شناسایی و تاثیر آن­ها بر رسوب­دهی مشخص شود. از طرفی با مشخص شدن پارامترهای زمینی و جوی تاثیرگذار می­توان به اولویت­بندی میزان اثر­گذاری آن­ها بر میزان رسوب­دهی آبی منطقه اقدام نمود.مواد و روش­ ها: آنالیز حساسیت روشی است که به وسیله آن، اثر تغییر ضرایب پارامترهای موجود در مدل­ها را بر خروجی مدل می­توان بررسی نمود و نیز روابط بین متغیرهای مدل با یکدیگر را تعیین و پارامترهای موثر بر خروجی مدل را اولویت­بندی کرد. آنالیز حساسیت را می­توان در مرحله واسنجی مورد استفاده قرار داد، به گونه ای که موجب دقت نتایج و صرفه­جویی در وقت و هزینه گردد. بدین منظور با استفاده از استاندارد نمودن پارامترهای ۹ گانه مدل، میزان رسوب­دهی از طریق تغییر مقادیر هر یک از پارامترها بین حد پایین و بالای آن برآورد گردید و پارامتر دیگر (یا پارامترهای دیگر) در میانگین خود ثابت و با هر تغییر، دبی رسوب محاسبه گردید.نتایج و بحث: در تحلیل نتایج، میزان شیب منحنی­های استانداردشده پارامترهای مختلف نسبت به متغیر وابسته (رسوب ویژه) در نظر گرفته می­شود؛ به طوری که هر قسمت از منحنی که تغییرات شیب بیشتری داشته باشد، حاکی از آن است که مدل نسبت به تغییرات جزئی آن پارامتر در آن بازه حساس­تر است. نتایج حاصل از این آنالیز حساسیت حاکی از تاثیرگذاری بالای فاکتور شیب و حجم رواناب در رسوب­دهی است؛ به­طوری­که تاثیر مقادیر پارامتر شیب تا حدود شیب ۱۵ درصد در خروجی مدل از دیگر پارامترها کمتر ماست، از طرفی با بالا رفتن مقدار شیب وضعیت تغییر کرده به طوری که می­توان گفت شیب­های بالا (بیش از ۱۵ درصد)، بیشترین تاثیر را در میزان رسوب تولیدی حوزه آبخیز دارند. تاثیر عامل رواناب نیز به یک باره در مقادیر دبی­های بالا شیب تندی به خود گرفته است.نتیجه ­گیری: پس از تفسیر و مطالعه گراف­های حاصل از تغییرات رسوب ویژه و پارامترهای استانداردشده موثر بر مقدار خروجی، پارامترهایی که گراف­هایی با بیشترین مقدار شیب را نشان دادند؛ به عنوان موثرترین پارامترهای تاثیرگذار بر رسوب­دهی حوزه آبخیز انتخاب شدند. به عبارت دیگر، مدل نسبت به تغییرات جزئی در میزان دبی اوج ویژه در مقادیر بالاتر از ۲۰ مترمکعب بر ثانیه در کیلومترمربع حساسیت بالایی را از خود نشان می­دهد. لذا توجه به اقدامات مدیریتی در دامنه­ها به صورت تلفیقی (بیومکانیکی) در جهت تعدیل شیب دامنه و کاهش حجم رواناب می­تواند گامی موثر در جهت کاهش رسوب­دهی حوزه آبخیز به شمار آید. این اقدام با توجه به ماهیت فیزیکی هر حوزه آبخیز می­تواند در دامنه­های منتهی به سرشاخه­ها صورت پذیرد. لذا در تفسیر نتایج تحقیق حاضر می­توان نقش فاکتورهای زمینی مثل شیب و به دنبال آن رواناب را در فرسایش­پذیری و تولید رسوب در حوزه­های آبخیز را بسیار بااهمیت دانست. البته لازم به ذکر است که پارامترهای اقلیمی به­طور مستقیم و غیرمستقیم در میزان دبی اوج سیل تاثیرگذار بوده و نباید از اهمیت و تاثیرگذاری آن­ها در سیل­خیزی و به دنبال آن فرسایش­پذیری حوزه آبخیز غافل شد.

Keywords:

آنالیز حساسیت , مدل پسیاک اصلاح شده , رسوب دهی , فرسایش آبی