استفاده و ارزیابی مدل ifim برای تعیین جریان زیست محیطی در شرایط کمبود داده و مقایسه آن با روشهای هیدرولیک و هیدرولوژیک

در این پایان نامه به یکی از مهم ترین مسائل مربوط به رودخانه های کشور در رابطه با تعیین نیاز زیست محیطی رودخانه پرداخته شده و برای این کار از چهار روش معتبر که شامل روش های هیدرولوژیک (تنانت (روش مصوب وزارت نیرو) و q95) و روش های شبیه سازی زیستگاه (phabsim و river2d) استفاده گردیده است. بررسی ها روی رودخانه کاظم رود ( واقع در قسمت غربی مازندران) انجام شده و نیاز زیست محیطی این رودخانه برای گونه شاخص ( ماهی زردک، مرحله مهاجرت به داخل رودخانه) از چهار روش مزبور بدست آمد. روش های شبیه سازی زیستگاه از اعتبار بالایی در سطح جهان برخوردارند و برخلاف روش های هیدرولوژیکی که دبی زیست محیطی را به عنوان درصدی از جریان رودخانه بدست می دهند، به صورت دینامیکی و بر اساس شرایط واقعی هر رودخانه این نیاز را تعیین می نمایند. بزرگترین مشکل روش های شبیه ساز زیستگاه حجم بالای داده های ورودی و پر هزینه و زمان بر بودن داده برداری آن هابرای مدلسازی است. در این پایان نامه برای اولین بار در ایران از معتبرترین روش های شبیه سازی زیستگاه استفاده شد و نگرشی جدید و معتبر در تعیین نیاز زیست محیطی رودخانه های کشور مطرح گردید. با استفاده از روش ارائه شده در این پایان نامه می توان روش های شبیه سازی زیستگاه را برای شرایط کمبود داده در مناطق مختلف مورد استفاده قرار داد. علاوه بر این، در این پایان نامه نشان داده شد که در صورت استفاده از نتایج حاصل از روش های تنانت و q95، تنها در تعداد محدودی از ماه های سال حداقل جریان زیست محیطی رودخانه تامین خواهد گشت و در صورت مدیریت منابع آب رودخانه براساس این دو روش فاجعه ای زیست محیطی را در آن شاهد خواهیم بود. با توجه به اینکه موجودات آبزی در دوره های مختلف زندگی خود نیازهای جریان متفاوتی دارند، با استفاده از روش شبیه ساز زیستگاه اقدام به استخراج رژیم اکولوژیکی برای کاظم رود گردید. رژیم اکولوژیکی رودخانه مبین این امر است که در هر ماه سال، چه مقدار جریان برای ابقای یک گونه خاص مورد نیاز است. یکی از اصلی ترین ورودی های phabsim منحنی های مطلوبیت زیستگاه (hsc) برای گونه هدف می باشد که برای این مهم در رودخانه کاظم رود از روش دلفی استفاده به عمل آمد. نهایتاٌ برای تعیین جریان زیست محیطی اقدام به تعیین سطح قابل استفاده وزنی (wua) در همه ماه های سال و با توجه اکید بر فصل مهاجرت گونه هدف از دریا به رودخانه گردید. در استفاده از phabsim مشخص شد که این مدل دارای نقاط ضعفی در مدول هیدرولیکی خود می باشد که می تواند منجر به برآورد نادرست wua گردد. به منظور رفع این نقیصه اقدام به استفاده از مدل ریاضی hec-ras و جایگزینی خروجی های حاصل از آن با ورودی های مدول هیدرولیکی phabsim گردید. نتایج حاصله نشان دهنده این امر است که کالیبراسیون مدل های هیدرولیکی phabsim امری دشوار است و در صورت استفاده از دسته کالیبراسیون های کم، شبیه سازی های هیدرولیکی phabsim مقادیر نادرستی ارائه می دهند. ولی چنانچه دسته های کالیبراسیون افزایش پیدا کند نتایج مدل سازی هیدرولیکی phabsim به واقعیت نزدیک خواهد بود. به منظور مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی هیدرولیکی یک بعدی و دوبعدی بر روی شبیه سازی زیستگاه، از مدل river2d استفاده به عمل آمد. نتایج حاصله نشان دادند که نیاز زیست محیطی محاسبه شده از river2d کم تر از پیش بینی های phabsim است، ولی در هر دو حالت روند تغییرات زیستگاه شکلی یکسان دارد. اختلاف زیاد بین مقدار جریان زیست محیطی از روش های هیدرولوژیک و شبیه سازی زیستگاه نشان دهنده این امر است که برای جلوگیری از وارد شدن خسارات جبران ناپذیر به اکوسیستم های آبی، باید نگرش مدیران به سمت روش های زیستگاه محور تغییر پیدا کند.