Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/2498
Title: Application and comparison of two analytical tools of decision support for the management of resources in a river basin in Tunisia
Other Titles: Applicazione e confronto di due strumenti di analisi per il supporto alla decisione per la valutazione della degradazione del territorio in un bacino idrografico in Tunisia
Authors: Sakka, Moez
Keywords: Hydrological models;SWAT;WEAP;Merguellil Watershed;Semi arid;WSCW;Climate change;Scenarios;Modelli idrologici;Bacino idrografico di Merguellil;Semi arido;Cambiamento climatico;Scenari;AGR/10
Issue Date: 11-Mar-2011
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 23. ciclo
Abstract: 
The objective of this study was to adapt and evaluate the applicability of a physically-based
spatially distributed hydrological model SWAT (Soil Water Assessment Tool) and IWRM
integrated water resources management lumped model WEAP (Water Evaluation And
Planning) for simulating the main hydrologic processes in arid environments. The models
were applied to the 1200-km2 watershed of wadi Merguellil in central Tunisia to investigate
the hydrological response of the basin. The sensitivity analysis of hydrology, soil and
vegetation parameters of SWAT and WEAP helped to identify influential parameters and this
could serve as a guide in calibrating the models. The main adjustment for adapting WEAP
and SWAT model to this dry Mediterranean watershed was the inclusion of water soil
conservation works WSCWs, which capture and use surface runoff for crop production and
aquifers recharge in upstream basins. The models were run and the simulated runoff values
were compared with the measured stream-flow values. In the calibration period the Nash
efficiency coefficient for the SWAT and WEAP models were respectively 0,64 and 0,41 for
the runoff. The value of Nash coefficient indicates that the result of SWAT model is
acceptable contrasting the WEAP model. SWAT simulation was better than WEAP in most
case and could be used with reasonable confidence for runoff quantification in the Merguellil
watershed. For the SWAT model, The results of the water balance simulation at monthly and
annual time scales was generally good and the observed stream-flow in Zebess, Skhira,
Haffouz and El Houareb flow-gages could be reproduced satisfactorily. An estimation of the
suspended sediments and nutrients loads in the watershed was performed without calibration
because of missing data. Several hypothetical scenarios of land use and climate change were
generated by the SWAT and WEAP models in order to determine the impact of the variation
of land management and climate change on water demand and supply on downstream water
users.

L’obiettivo del presente studio è quello di adattare e valutare il campo di applicazione del
modello idrogeologico bidimensionale physically-based SWAT (Soil Water Assessment
Tool), Strumento di valutazione di acqua e suolo, e del modello WEAP (Water Evaluation
And Planning), Valutazione e pianificatione delle risorse idriche, per l’analisi integrata della
gestione delle acque, IWRM (Integrated Water Resources Management), al fine di simulare i
principali processi idrologici in ambienti aridi.
Nella fattispecie, i modelli sono stati applicati al bacino dello Wadi Merguellil, che si trova
nella parte centrale della Tunisia e si estende su di una superficie pari a 1200 Km2.
L’analisi di sensibilità dei parametri idrogeologici, di suolo e vegetazione dei modelli SWAT
e WEAP, ha permesso l’identificazione dei parametri determinanti che possono essere
utilizzati come linea guida nella calibrazione dei modelli stessi.
Il principale aggiustamento per l’adattamento dei modelli, WEAP e SWAT, al bacino
mediterraneo arido, oggetto di studio, è stata l’introduzione della componente WSCWs, Water
soil conservation works, contenente le misure per la conservazione di suolo ed acqua; tale
componente permette di catturare ed usare l’acqua di ruscellamento, per la produzione di
raccolti e per la ricarica dei bacini a monte del bacino stesso.
I modelli sono stati messi a punto ed i valori di deflussi simulati sono stati paragonati a quelli
delle portate di deflusso stream-flow misurate a valle del bacino.
Nel periodo di calibrazione il coefficiente di efficienza di Nash, per i modelli SWAT e WEAP
ha assunto rispettivamente valori di 0.64 e 0.41, per quanto riguarda i valori di deflussi.
Secondo tali valori di Ens il modello SWAT risulta accettabile in contrasto con i risultati del
modello WEAP. Pertanto. la simulazione ottenuta tramite il modello SWAT risulta migliore
di quella ottenuta con il modello WEAP nella maggioranza dei casi. Il modello SWAT può
essere dunque utilizzato con un livello di confidenza ragionevole per quanto riguarda la
quantificazione del ruscellamento nel bacino di Merguellil.
I risultati della simulazione del bilancio idrico su scala mensile ed annuale, è stata
generalmente buona e le portate di deflusso osservate alle stazioni di misura di Zebess,
Skhira, Haffouz e El Houareb hanno potuto essere riprodotte in maniera soddisfacente.
Una stima quantitativa dell’erosione e del carico dei nutrienti nel bacino è stata condotta
senza possibilità di calibrare i risultati a causa della scarsità di dati.
Diversi scenari ipotetici di uso del suolo e cambiamento climatico sono stati generati
attraverso i modelli SWAT e WEAP, così da determinare l’impatto della variazione di tali
fattori, uso del suolo e cambiamento climatico, sull’ approvvigionamento idrico degli utenti a
valle del bacino stesso.
Description: 
Dottorato di ricerca in Scienze e tecnologie per la gestione forestale e ambientale
URI: http://hdl.handle.net/2067/2498
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