تحلیل نیاز زیست‌محیطی دریاچه ارومیه در شرایط مختلف با استفاده از مدل یکپارچه ارزیابی منابع آب WEAP

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مدیریت منابع آب، دانشکده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بین المللی کیش،کیش، ایران.

2 دانشیار دانشکده علوم و مهندسی آب ،دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهر قدس ،تهران، ایران.

3 استادیار ،دانشکده مهندسی عمران ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن، تهران، ایران.

چکیده

دریاچه ارومیه بزرگترین دریاچه کشور و دومین دریاچه شور در دنیا محسوب می‌شود. اجرای طرح‌های توسعه مدیرریتی و کشاورزی بر منابع آب حوضه آبریز دریاچه ارومیه و اکوسیستم آن تاثیر می‌گذارد؛ که نیازمند مطالعه و تحقیق می‌باشد. برآورد نیاز زیست‌محیطی دریاچه و لحاظ نمودن آن در بهره‌برداری از طرح‌های توسعه حوضه آبریز، می‌تواند منجر به حفاظت از عملکردهای اکولوژیک و هیدرولوژیک آن گردد. در مقاله حاضر از ابزاری برنامه‌ریزی جامع و یکپارچه منابع آب WEAP جهت بررسی پاسخگویی به تامین نیاز زیست‌محیطی دریاچه استفاده شد. بهمنظور تحقق این هدف ابتدا در یک دوره 13 ساله (2020-2007) شبیهسازی اولیه صورت گرفت، سپس در راستای هدف تحقیق در بازه زمانی 30 ساله (2050-2021) سناریوسازی شد. مدل ساخته شده با شاخص‌های آماری برازش رگرسیونی (R2)، شاخص نش-ساتکلیف (NSE)، مقدار مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) مورد ارزیابی قرار گرفت؛ که مقادیر آن‌ها بهترتیب برابر 99/0، 78/0، 871/0مترمکعب برثانیه برآورد شد؛ که میزان خطای قابل قبولی از مدل را نشان می‌دهند. نتایج نشان داد: حجم آب متوسط ماهیانه ورودی به منطقه مدل‌سازی در ماه‌های گرم تابستان نسبت به ماه‌های دیگر کاهش چشم‌گیری داشته است، علت این امر کاهش رواناب‌های سطحی و زیرزمینی، توسعه کشاورزی و افزایش جمعیت، کاهش راندمان مصرف آب و کاهش جریانات بازگشتی کشاورزی، توسعه طرح‌های نابسامان مدیریتی، کاهش بارندگی‌ها و بالا بودن میزان تبخیر در فصول گرم می‌باشد؛ که نیازمند مدیریت صحیح و تدوین برنامه‌های توسعه‌ای استراتژیک با چشم‌انداز حفاظت از محیط زیست و علی‌الخصوص حفظ و احیاء دریاچه ارومیه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analyzing the environmental needs of Lake Urmia in different conditions using the WEAP integrated water resources assessment model

نویسندگان [English]

  • sina khezri 1
  • Hossein Ebrahimi 2
  • babak aminnezhad 3
1 PhD student Department of Water Science and Engineering, ,Islamic Azad University Shahr-e-qods Branch,Tehran,Iran.
2 Associate Professor, Department of Water Science and EngineeringIslamic Azad University, Shahr-e-qods Branch,,Tehran,Iran.
3 Assistant Professor Of Civil Engineering Department Of Civil Engineering, Islamic Azad University, Roudehen Branch,Roudehen,Iran.
چکیده [English]

Lake Urmia is the largest lake in the country and the second saltiest lake in the world. The implementation of administrative and agricultural development plans affects the water resources of the Urmia Lake catchment and its ecosystem; which requires study and research. Estimating the environmental needs of the lake and taking it into account in the development plans of the watershed can lead to the protection of its ecological and hydrological functions. In this article, WEAP, a comprehensive and integrated planning tool for water resources, was used to investigate the response to meeting the environmental needs of the lake. In order to realize this goal, initial simulation was done in a period of 13 years (2007-2020), then in line with the goal of the research, a scenario was created in a period of 30 years (2021-2050). The built model was evaluated with statistical indices of regression fit (R2), Nash-Sutcliffe index (NSE), root mean square error (RMSE); whose values ​​were better estimated as 0.99, 0.78, 0.871 cubic meters per second; which show the acceptable error rate of the model. The results showed: the average monthly volume of water entering the modeling area in the hot summer months compared to other months has significantly decreased, the reason for this is the decrease in surface and underground runoff, the development of agriculture and the increase in population, the decrease in water consumption efficiency and the decrease in agricultural return flows. The development of unorganized management plans, the reduction of rainfall and the high rate of evaporation in hot seasons; which requires proper management and formulation of strategic development plans with the perspective of environmental protection and especially preservation and restoration of Lake Urmia.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lake Urmia
  • WEAP model
  • ecological flow
  • Nash
  • Sutcliffe index
  1. Naveen, J., Preetha, P.P., Balaji N. (2022). Assessment of environmental flow requirements using a coupled surface water-groundwater model and a flow health tool: A case study of Son river in the Ganga basin, Ecological Indicators, 121, 2-13. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.107110.
  2. Mobadersani, A., Hosseinzadeh Dalir, A., Yasi, M. (2022). New integrated hydrologic approach for the assessment of rivers environmental flows into the Urmia Lake. Sci Rep12, 8110. https://doi.org/10.1038/s41598-022-10262-4.
  3. Jayantari, M W. Wardoyo, W. Maulana, M A. (2019). Satellite data use in the WEAP Model as an evaluation of Water Availability in Unda River Basin. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science Volume 389, Geomatics International Conference 2019 21–22 August 2019, Surabaya, Indonesia.
  4. Li, X. Zhao, Y. Shi, Ch. Sha, J. (2015). strategy estimation in coastal Binhai New Area, China. Ocean & Coastal Management, Volume 106, March 2015, Pages 97-109. doi.org/10.1016/j.ocecoaman.2015.01.016
  5. Lévite, H., Sally, H., & Cour, J. (2003, October). Water demand management scenarios in a water-stressed basin in South Africa. In 3rd WARFSA/WaterNet Symp (pp. 15-17).
  6. Ahmadaali, J., Barani, G. A., Qaderi, K., & Hessari, B. (2018). Analysis of the effects of water management strategies and climate change on the environmental and agricultural sustainability of Urmia Lake Basin, Iran. Water, 10(2), 160.
  7. Alborzi, A., Mirchi, A., Moftakhari, H., Mallakpour, I., Alian, S., Nazemi, A., AghaKouchak, A. (2018). Climate-informed environmental inflows to revive a drying lake facing meteorological and anthropogenic droughts. EnvironmentalResearch Letters, 13(8), p. 1-13. doi:10.1088/1748-9326/aad246
  8. Habibi Alagoz, Saeed and Yasi, Mehdi, 1398, "Determining the share of environmental flow of Lake Urmia from the Godarchay River using eco-hydrological methods", Department of Irrigation and Development Engineering, Karaj Campus of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran.
  9. Mohammadpour, M., Zeinalzadeh K., Rezaverdinejad V., Hessari B. (2016). WEAP Model Calibration and Validation in Simulating the Impact of Irrigation Systems Change On the Ahar-Chai Basin Hydrological Response, IRANIAN JOURNAL OF ECOHYDROLOGY, 3(3): 477-490.
  10. Mohammadpour, M., Zeinalzadeh, K., Rezaverdinajad, V., Hessari, B. (2017). Assessment of the Basin Hydrological Responses to Development of Pressurized Irrigation Systems (Case study: The Ahar-chai basin). Iranian Journal of Irrigation & Drainage, 11(4), 626-635.
  11. Farahmand, Alireza and Bagheri, Meysam, 2012, Determining the water requirement of Maharloo wetland using WEAP water resources allocation model, Second Conference on Environmental Planning and Management, Tehran, https://civilica.com/doc/147766.
  12. Borujeni, S.H.A. Rahnama, M. Goghari, Sh.K. (1391). "Evaluation and simulation of Koohrang 3 inter-basin water transfer plan using WEAP software". Third National Conference on Comprehensive Management of Water Resource,1-5.
  13. Yates, D., Sieber, J., Purkey, D. and Huber-Lee, A., WEAP21: A demand-, priority-, and preference-driven water planning model. Part 1: Model characteristics. Water International, 2005a; 30(4), 487-500.
  14. Yates, D., Purkey, D., Sieber, J., Huber-Lee, A. and Galbraith, H., WEAP21: A demand-, priority-, and preference-driven water planning model. Part 2: Aiding freshwater ecosystem service evaluation. Water International, 2005b; 30(4), 501-512.