نموذج شامل لسطح الأرض وتحت السطح لدراسة دور المياه الجوفية في توليد جريان مياه المدخل: نهج مبتكر لتحديد المعلمات

فهم دور المياه الجوفية في توليد الجريان في مسارات المياه العليا يُعتبر تحديًا في علم الهيدرولوجيا، خاصة في المناطق التي تفتقر للبيانات. أظهرت نمذجة السطح والتحت السطح المتكاملة تمامًا قدرة على زيادة فهم العمليات المتعلقة بتوليد الجريان، لكن يُفترض أن متطلبات البيانات العالية والصعوبات في معايرة النموذج تعيق استخدامها في الدراسات على مستوى حوض المياه. استخدمنا جهاز محاكاة هيدرولوجي متكامل بالكامل لتعزيز فهم العمليات المتعلقة بالمياه الجوفية في حوض مياه علوية ذي خلفية غنية بالبيانات التجريبية. لإعداد النموذج، استخدمنا بيانات قليلة يمكن توقع وجودها بشكل معقول في أي حوض تجريبي. جانب جديد من نهجنا كان في استخدام تحديد المعلمات المبسطة ودمج المعلمات من جميع مجالات النموذج (السطح، تحت السطح، التبخر والنتح) في معايرة نموذج آلية. كانت المعايرة تهدف ليس فقط إلى تحسين ملاءمة النموذج، ولكن أيضًا لاختبار محتوى المعلومات للملاحظات (تدفق المياه، التبخر والنتح عن بعد، مستوى المياه الجوفية المتوسطة) المستخدمة في وظائف الهدف للمعايرة. حددنا معلمات حساسة في جميع مجالات النموذج (تحت السطح، السطح، التبخر والنتح)، مما يوضح أن معايرة النموذج يجب أن تشمل المعلمات من هذه المجالات المختلفة. أدى دمج بيانات المياه الجوفية في أهداف المعايرة إلى تحسين ملاءمة النموذج لمستويات المياه الجوفية، لكن المحاكاة لم تعكس جيدًا سلسلة الزمن للتبخر والنتح عن بعد حتى بعد المعايرة. حسنت الإخراج المكاني المحدد للنموذج من فهمنا لكيفية عمل المياه الجوفية في الحفاظ على توليد تدفق المياه بشكل رئيسي من خلال تدفق السطح الزائد المشتبع. خلقت المدخلات الثابتة للمياه الجوفية ظروفًا مشبعة في أراضي الخث الشاطئية بقاع الوادي، مما أدى إلى تدفق سطحي حتى خلال الفترات الجافة. كانت المياه الجوفية على المنحدرات أكثر ديناميكية في استجابتها لهطول الأمطار، حيث كانت تعمل على توسيع مدى المنطقة المشبعة وبالتالي تعزيز تدفق السطح الزائد المشتبع خلال العواصف المطرية. تُظهر دراستنا إمكانيات استخدام نمذجة السطح والتحت السطح المتكاملة جنبًا إلى جنب مع معايرة نموذج صارمة لفهم ورؤية دور المياه الجوفية في توليد الجريان حتى مع وجود قواعد بيانات محدودة.