تحلیل و نقد مدل های هیدرولوژیکی و کیفیت آب برای ارزیابی تطبیقی منابع آب در مقیاس حوزه آبخیز تحت تغییرات اقلیمی

برنامه ریزی و تصمیم گیری در حوزه مدیریت منابع آب در عصر تغییرات اقلیمی نیازمند پیش بینی علمی و سنجش پذیر فرآیندهای هیدرولوژیکی است؛ حتی در شرایطی که عدم قطعیت های اقلیمی و داده ای به طور قابل توجهی وجود دارند، مدل های هیدرولوژیکی ابزار اصلی برای تبدیل پیش بینی های اقلیمی جهانی و منطقه ای به پیامدهای محتمل برای رواناب، نفوذ، تبخیر و کیفیت آب در مقیاس های مختلف حوزه آبخیز به شمار می روند. از آنجا که ده ها مدل مختلف با رویکردهای متفاوت موجود است، انتخاب مدل مناسب برای هر هدف مهندسی مستلزم ارزیابی انتقادی، مقایسه عملکرد و تحلیل قابلیت های فنی است. در این مطالعه، ۲۱ مدل شناخته شده هیدرولوژیکی و کیفیت آب که در مقیاس حوزه آبخیز به طور گسترده در مطالعات مدیریت منابع آب و ارزیابی تغییر اقلیم به کار می روند مورد بررسی قرار گرفتند. از میان آنها، ۸ مدل عمدتا هیدرولوژیکی، ۶ مدل ویژه کیفیت آب (وابسته به داده های مشاهداتی یا مدل جداگانه هیدرولوژی)، و ۷ مدل ترکیبی که توانایی شبیه سازی هم زمان کمیت و کیفیت آب را دارند شناسایی شدند. مدل ها بر اساس ده معیار کلیدی ارزیابی شامل عملکرد هیدرولوژیکی، گستره کاربرد، توانایی شبیه سازی رویدادهای حدی (سیلاب و خشکسالی)، نیازهای داده ای، مقیاس پذیری، سهولت اجرا، دسترسی نرم افزاری، پشتیبانی فنی، دقت شبیه سازی فرآیندهای کیفیت آب و قابلیت استفاده در مطالعات اقلیمی، تحلیل و رتبه بندی شدند. مدل ها در هر معیار در سطح پایین، متوسط و بالا طبقه بندی گردیدند. نتایج نشان داد که در بین مدل های بررسی شده، سه مدل HEC-HMS، MIKE-SHE و MODHMS به عنوان مدل های هیدرولوژیکی برتر و نیز دو مدل SWAT و WARMF از دسته مدل های یکپارچه کمی و کیفی از نظر عملکرد، مقیاس پذیری، سهولت استفاده، قدرت شبیه سازی فرآیندهای پیچیده و در دسترس بودن پشتیبانی فنی عملکرد برجسته تری دارند. بنابراین توصیه می شود مدل سازان و تصمیم گیرندگان حوزه عمران آب با در نظر گرفتن هدف مطالعه، شرایط داده ای و معیارهای معرفی شده مدل مناسب را برای تحلیل و برنامه ریزی منابع آب در سطوح محلی و حوزه ای انتخاب کنند.

Keywords:

منابع آب , هیدرولوژی , کیفیت آب , تغییرات اقلیمی , مدل سازی حوزه آبخیز , آب های سطحی