تحلیل عدم قطعیت تاثیر سیستم‌های آبیاری تحت فشار بر جریان خروجی از حوضه دریاچه ارومیه، مطالعه موردی: حوضه زرینه رود

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد/ گروه مهندسی منابع آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، تهران

2 استادیار/ گروه مهندسی منابع آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، تهران

3 استاد/ گروه مهندسی منابع آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، تهران

4 گروه مهندسی منابع آب/ دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس، تهران

چکیده

یکی از راهکارهای مطرح برای حل بحران دریاچه ارومیه اعمال سیستم‌های آبیاری تحت‌ فشار در حوضه می‌باشد که به منظور بررسی تاثیرات آن، می‌توان از شبیه ‌سازی‌های هیدرولوژیکی استفاده کرد. اما وجود مدیریت‌ های مختلف کشاورزی، پارامترهای متنوع هیدرولوژیکی و عدم‌قطعیت موجود در آنها باعث وجود شرایطی پیچیده‌ در شبیه‌ سازی شده که این امر عدم‌ قطعیت خروجی‌های مدل را افزایش می‌دهد. هدف این تحقیق تعیین سناریوهای محتمل نیاز ناخالص آبیاری در منطقه، اعمال آنها در مدلSWAT و تخمین بازه تغییرات مؤلفه‌ های هیدرولوژیکی تاثیرپذیر از آبیاری با استفاده از روش BMA می‌‌باشد. نتایج این تحقیق نشان داد، با ثابت ماندن روش ‌های آبیاری موجود در حوضه میانگین حد بالائی و پایینی باند عدم‌ قطعیت جریان خروجی از حوضه برابر با 1316 و 1391 میلیون‌مترمکعب خواهد بود. همچنین مقدار راندمان در مقیاس مزرعه‌ای دارای بازه تغییرات 40-47 و راندمان در مقیاس حوضه‌ای دارای بازه تغییرات 78-81 می‌باشد. در صورت اعمال سیستم‌های آبیاری تحت ‌فشار مقدار حجم خروجی از حوضه از 1322 تا 1364 میلیون متر مکعب متغیر خواهد بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Uncertainty Analysis of Pressurized Irrigation Impact on Urmia Lake Basin Outflow, Case Study: Zarinehrud Basin, Iran

نویسندگان [English]

  • Z. Toloei 1
  • M. Delavar 2
  • S. Morid 3
  • H. Ahmadzadeh 4
1 MSc. Graduate, Water Resources Engineering Department, College of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Assistant Professor of Water Resources Engineering Department, College of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Professor of Water Resources Engineering Department, College of Agriculture,Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
4 Water Resources Engineering Department, College of Agriculture,Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Pressurized irrigation is one of the proposed plans to resolve the Urmia lake crisis. The effects of such plan can be assessed using the hydrological simulation. But different agricultural management approaches and uncertainty in the model inputs lead to complexity in the basin modeling which in turn increases the uncertainty of model outputs. The main purpose of this study is to determine the effect of the pressurized irrigation on Zarinehrud basin as the largest sub-basin of the Urmia Lake basin. For this purpose, by determining the probable scenarios of water demand, the impact of these scenarios on the basin hydrological components were simulated with SWAT model. Then by combining the results of the scenarios, the uncertainty bounds of the hydrological components were estimated using Bayesian model averaging (BMA). The results showed that the annual average of upper and lower bound of the basin outflow will be 1391 and 1316 MCM. Also irrigation efficiency in the field scale and in the basin scale varied between 40-47 and 78-81 percent, respectively. In case the pressurized irrigation is applied, the annual average of upper and lower bound of the basin outflow will be 1322 and 1364 MCM which did not show a significant change compared to the current conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Uncertainty analysis
  • Irrigation efficiency
  • BMA
  • Zarrinehrud Basin
  • SWAT model

احمدزاده ح (1391)، ارزیابی بهره­وری آب کشاورزی با استفاده از مدل SWAT در حوضه آبریز زرینه­رود، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشکده کشاورزی. دانشگاه تربیت مدرس.

رحیم­زادگان ع (1375)، طراحی سیستم­های آبیاری بارانی، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر.

سازمان حفاظت محیط زیست (1389)، برنامه مدیریت جامع حوضه آبریز دریاچه ارومیه.

ضیائی ل (1390) محاسبه اثر افزایندگی چرخه آب روشی برای تعیین راندمان آبیاری در مقیاس حوضه و محاسبه بیلان آب در حوضه‌های آبریز، شرکت مهندسین مشاور زایندآب، شرکت آب منظقه­ای اصفهان.

طلوعی ظ (1392) ارزیابی تاثیر توسعه سیستم­های آبیاری تحت­فشار بر ورودی رودخانه زرینه­رود به دریاچه ارومیه، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.

 عباسی ع (1392) مدیریت تقاضای آبی بخش کشاورزی حوضه زرینه­رود در شرایط خشکسالی، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.

 علیزاده آ، کمالی آ (1386) نیاز آبی گیاهان در ایران، انتشارات امام رضا، ص223

وطن­خواه ح (1390) ارزیابی راندمان آبیاری  حوضه زرینه­رود، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه کردستان.

Abbaspour KC (2012) SWAT-CUP User Manual.

Abbaspour KC, Yang J, Maximov L, Siber R, Bogner K (2007) Modelling hydrology and water quality in the pre-alpine/alpine Thur watershed using SWAT. J. Hydrol, 333: 413-430.

Abbaspour K C, Johnson C A, van Genuchten M T (2004) Estimating uncertain flow and transport parameters using a sequential uncertainty fitting procedure.Vadose Zone J, 3(4), 1340 – 1352.

Ajami N K, Duan Q, Gao X, Sorooshian S (2006) Multimodel combination techniques for analysis of hydrological simulations: Application to distributed model intercomparision project results, Journal of Hydrometeorology, 7, 755(768).

Ajami N K, Duan Q, Sorooshian S (2007) An integrated hydrologic Bayesian multimodel combination framework: Confronting input, parameter, and model structural uncertainty in hydrologic prediction, Water Resources Research 43, 1(19).

Beven K, Binley A (1992) The future of distributed models—Model calibration and uncertainty prediction, Hydrol. Processes, 6(3), 279 –298.

Cai X. Ringler, C Rosergrant, M, (2001) Physical and economical efficiency of water use in the river basin Water Resources Research 39(1).

Duan Q, Ajami N K, Gao X, Sorooshian S (2007) Multi-model ensemble hydrologic prediction using Bayesian model averaging, Advances in Water Resources 30, 1371–1386.

Qureshi ME, Grafton RQ, Kirby M, Hanjra MA (2010) Understanding irrigation water use efficiency at different scales for better policy reform: a case study of the Murray – Darling Basin, Water Policy Uncorrected Proof (2010) 1–18.

Raftery AE and Zheng Y (2003) Long-run performance of Bayesian model averaging, J. Amer. Stat. Assoc, 98, 931–938.

Vrugt J A, Gupta H V, Bouten W, Sorooshian S (2003) A Shuffled Complex Evolution Metropolis algorithm for optimization and uncertainty assessment of hydrologic model parameters, Water Resour. Res, 39(8), 1201.

Seckler D (1996) The new era of water resources management: From “dry” to “wet” water savings, Research Report 1. Colombo, Sri Lanka: International Irrigation Management Institute.

Straucha M, Bernhofer C, Koide S,Volk M, Lorz C, Makeschin F (2012) Using precipitation data ensemble for uncertainty analysis in SWAT streamflow simulation. Journal of Hydrology 414:413-424.

Yang J, Reichert P, Abbaspour K C (2007) Bayesian uncertainty analysis in distributed hydrologic modeling: A case study in the Thur River basin (Switzerland),Water Resour. Res, 43, W1040

Yang J, Abbaspour K C, Reichert P, Yang H (2008) Comparing uncertainty analysis techniques for a SWAT application to Chaohe Basin in China, In review, Journal of Hydrology, 358(1-2):1-23.

Tang F F, XU H S, Xu Z S (2012) Model calibration and uncertainty analysis for runoff in the Chao River Basin using sequential uncertainty fitting, Procedia Environmental Sciences 13 (2012) 1760 – 1770.