از ژئومورفولوژی تا رسوب‌نگار: ارائه مدل مفهومی جدید SEDGEM برای شبیه‌سازی رسوب در مقیاس رخداد

Abstract

فرسایش خاک و رسوب‌گذاری یکی از چالش‌های اصلی در مدیریت پایدار منابع آب و خاک در سطح جهان و به ویژه در ایران است. مدل‌های موجود برای برآورد رسوب یا بیش از حد ساده و تجربی هستند و دینامیک زمانی فرآیند را نادیده می‌گیرند، یا به دلیل نیاز به حجم وسیعی از داده‌های ورودی، برای حوضه‌های فاقد آمار عملاً ناکارآمدند. این پژوهش در راستای پر کردن این خلاء تحقیقاتی، یک مدل مفهومی یکپارچه و نیمه‌توزیعی جدید با عنوان SEDGEM را معرفی می‌کند که برای شبیه‌سازی همزمان رواناب و پاسخ رسوبی حوضه در مقیاس رخداد طراحی شده است. بنیان نظری مدل بر پیوند تئوری هیدروگراف واحد لحظه‌ای ژئومورفولوژیک با معادله جهانی اصلاح‌شده فرسایش خاک استوار است. در این چارچوب، پاسخ هیدرولوژیکی حوضه (هیدروگراف رواناب) ابتدا با استفاده از ویژگی‌های فیزیکی و ژئومورفولوژیک قابل استخراج از مدل رقومی ارتفاع شبیه‌سازی می‌شود. سپس، خروجی‌های کلیدی این ماژول، یعنی حجم و دبی اوج رواناب، به عنوان ورودی اصلی در معادله MUSLE برای برآورد میزان تولید رسوب به کار گرفته می‌شود. این رویکرد نوآورانه، وابستگی به واسنجی‌های هیدرومتری را به حداقل رسانده و ارتباط فیزیکی مستقیمی میان ساختار حوضه و دینامیک رسوب‌نگار خروجی برقرار می‌سازد. مدلSEDGEM به عنوان یک آزمایشگاه مجازی قدرتمند، امکان ارزیابی سناریوهای مدیریت آبخیزداری و پیش‌بینی رسوب در حوضه‌های فاقد آمار را با کارایی بالا فراهم می‌آورد.