مدلسازی و بهینه‌سازی راهکارهای کنترل فرسایش و رسوب در منطقه فومنات با استفاده از مدل SWAT

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشکده عمران ومحیط‌زیست، دانشگاه شهید‌بهشتی، تهران، ایران.

2 دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی

3 دانشجو دکترا، گروه مهندسی عمران، دانشکده عمران و محیط‌زیست، دانشگاه شهیدبهشتی، تهران، ایران.

10.22059/jwim.2025.394722.1226

چکیده

فرسایش و رسوب‌گذاری تأثیرات قابل توجهی بر مورفولوژی حوضه‌های آبریز و دینامیک رودخانه‌ها دارند. اگرچه این فرآیندها طبیعی هستند، تشدید فرسایش می‌تواند منجر به ناپایداری سواحل، افزایش اتلاف خاک و آسیب به اکوسیستم‌های آبی و سازه‌ها شود. این پژوهش به مدلسازی و بهینه‌سازی راهکارهای کنترل فرسایش و رسوب در منطقه فومنات (حوضه تالش-تالاب انزلی) با استفاده از فیلترهای گیاهی (VFS) پرداخته است. ابتدا حوضه آبریز با مدل SWAT شبیه‌سازی شد و متغیرهای رواناب و رسوب با الگوریتم SUFI2 در نرم‌افزار SWAT-CUP واسنجی و اعتبارسنجی گردید. سپس با اتصال الگوریتم بهینه‌سازی DE به مدل SWAT، فرآیند بهینه‌سازی با هدف حداکثرسازی منافع اقتصادی ناشی از کاهش رسوب انجام شد. در این مطالعه 26 متغیر تصمیم از جمله نسبت مساحت HRU به فیلتر گیاهی و نفوذپذیری فیلترها (عبور 90% جریان) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد اجرای فیلترهای گیاهی نه تنها بار رسوبی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد، بلکه منافع اقتصادی معادل 82,673 میلیون تومان نیز ایجاد می‌کند. تغییرات کاربری اراضی نیز بر بار رسوب کل تأثیرگذار بود. محاسبه هزینه‌های رسوب‌زدایی بر اساس فهرست بهای سال 1399، لزوم مدیریت دقیق با در نظر گرفتن ملاحظات مالی و اثرات اکولوژیکی بر تالاب انزلی را نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Modeling and Optimization of Erosion and Sediment Control Strategies in the Fomanat Region Using the SWAT Model

نویسندگان [English]

  • Pooria safari dinachali 1
  • Ali Moridi 2
  • Reza Khalili 3
1 Department of Environmental Engineering, Faculty of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Civil, Water and Environmental department, Shahid Beheshti University
3 Department of Water, Wastewater and Environmental Engineering, Faculty of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Erosion and sedimentation significantly alter watershed morphology and river dynamics. While natural, excessive bed erosion can destabilize banks and increase soil loss, harming aquatic ecosystems and infrastructure. This study models and optimizes erosion control strategies in the Fomanat region (Talesh-Anzali Wetland basin) using vegetative filter strips (VFS) for sediment reduction. The SWAT model simulated the watershed, with runoff and sediment variables calibrated/validated via SUFI2 in SWAT-CUP. The Differential Evolution (DE) algorithm was then linked to SWAT for optimization, focusing on maximizing economic benefits from sediment reduction. Twenty-six decision variables—including HRU-to-VFS area ratio and VFS permeability (90% flow passage)—were analyzed. Results showed that VFS implementation significantly reduced sediment load while generating 82,673 million Tomans in economic benefits. Land-use changes also influenced total sediment load. Sediment removal costs (based on 2020 watershed pricing) highlighted the need for precise management, considering both financial and ecological impacts on the Anzali Wetland.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flow discharge and sediment
  • Vegetative Filter Strip (VFS)
  • Erosion and sediment control
  • SWAT model
مدیریت آب و آبیاری

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 24 مرداد 1404

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار