Investigation of the Effect of Land Use Change on Runoff of Qarachai River Basin Using HEC-HMS Models
Subject Areas :
Sayyad Asghari Saraskanrood
1
(Professor, Department of Natural Geography, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.)
Alireza Saeidi
2
(Msc. , Department of Physical Geography, Faculty of Social Sciences, Mohaghegh Ardabili University, Ardabil, Iran.)
Keywords: land use, runoff, HEC-HMS model,
Abstract :
In recent decades, land use change under the influence of environmental and human factors has caused serious effects on the environment, economy and society. Hydrological models are a simplified representation of the actual hydrological system that studies the operation of the basin, so model selection requires recognizing the capabilities and limitations of hydrological models in the basin. In the present study, the analysis of land use changes and its effect on runoff in Qara-Chay basin was performed using HEC-HMS models. In order to investigate land use changes on the impact on basin runoff changes, the 2020 annual rainfall of the basin with 2001 land use characteristics was introduced to the model. The results related to land use changes show that the most changes in land use include changes related to land without vegetation in a decreasing manner and a mixture of irrigated and rainfed agriculture in an increasing manner. In the simulation of Gharachai catchment basin in HEC-HMS model, calibration of the basin in six sub-basins based on runoff peak, runoff height and runoff volume was examined. 94% and in the runoff peak element with 95.12% and in the runoff volume element with 97.5% show the correct implementation of the model on the basin. Therefore, it can be said that land use change in Qarachai catchment has increased the peak and volume of runoff and ultimately has led to an increase in runoff in this basin.
ابراهیمی، ح، رسولی، ع، احمدپور، ا، 1397، مدلسازی تغییرات دینامیک کاربریاراضی با استفاده از پردازش شئ گرا تصاویر ماهوارهای و مدل زنجیره مارکوف مطالعه موردی: شهر شیراز، فصلنامه علمی پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، دوره بیست و هفتم، شماره 108 ، صص 137-149.
اصغری سراسکانرود،ص، آقایاری، ل، پیروزی،ا، 1396 بررسی تغییرات کاربری اراضی و تأثیر آن بر فرسایش با استفاده ازRS و GIS (مطالعۀ موردی: شهرستان نیر)، سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، شماره4، صص 49-63.
بلواسی، ا، اصغری سراسکانرود، ص، اسفندیاری درآباد، ف، زینالی، ب.، 1399، نقش تغییرات کاربری اراضی بر ویژگیهای رواناب و سیلخیزی در حوضه آبریز دوآب، اکوهیدرولوژی، دوره7، شماره2.
پردل، ف، ابراهیمی، ع، عزیزی، ز، 1394، مروری بر روشهای تصحیح در تصاویر ماهوارهای چندزمانه، نخستین همایش بین المللی جامع محیط زیست، https:// civilica.com/doc/478648.
ثقفیان، ب. حسنوند، ع، م. خسروشاهی، م.، 1379، روشهای تصحیح مدل ارتفاعی برای کاربرد در مدلهای هیدرولوژی، مجموعه مقالا ت همای ش ژئوماتی ک، 79 سازمان نقشه رقومی . برداری کشور، صفحه 363 تا 373.
سلمانی، ح، محسنی ساروی، م، روحانی، ح، سلاجقه، ع، 1391، ارزیابی تغییر کاربری و تأثیر آن روی رژیم هیدرولوژیکی در حوضه آبخیز قزاقلی استان گلستان، پژوهشنامه مدیریت حوضه آبخیز، سال سوم، شماره 6.
سلیمان زاده، م، محسنی، م، بختیاری، س، 1399، شبیه سازی رواناب و تأثیر تغییر کاربری اراضی بر آن با استفاده از تصاویر ماهوارهای و مدل HEC-HMS (مطالعه موردی: حوضه آبخیز هلیل رود)، نشریه ترویج و توسعه آبخیزداری، سال8، شماره 28.
شایان، س، یمانی، مجتبی، یادگاری، م، 1395، پهنه بندی فرونشست زمین در حوضه آبخیز قرهچای همدان، هیدروژئومورفولوژی، شماره 9، صص 139-158.
صادقی، ح، ر، 1374، بررسی علل موثر در سیلاب و ارزیابی عوامل قابل کنترل، جنگل و مرتع، شماره 26 ، صفحه 12 تا 19.
فیضی زاده، ب، پیرنظر، م، زندکریمی، آ، عابدی قشلاقی، ح، 1393 ، ارزیابی کاربرد الگوریتم‌های فازی در افزایش دقت نقشههای کاربری اراضی استخراج شده با روشهای پردازش شیءگرا، فصلنامه اطلاعات جغرافیایی، دوره بیست و چهارم، شماره 94 ، صص 107-113.
نشاط،ع. صدقی، ه، میرابوالقاسمی، ح ، 1385، برآورد میزان رواناب با استفاده از روش سازمان در حوضه آبریز تخت ملک - استان خوزستان، مجله علمی HEC-HMS و مدل (SCS) حفاظت خاک پژوهشی علوم کشاورزی ، شماره 4، صفحه 787-797.
یمانی، م، مهرجونژاد، ا، 1396، اثرات تغییر کاربری اراضی بر بیلان هیدرولوژیکی حوضه کردان با استفاده از مدل HEC- HMS، مجله جغرافیا و پایداری محیط، شماره4، صص 16-1.
Baillie. B.R., Davies. T. R., (2002). Effects of land use on the channel morphology of streams in the Moutere Gravels, Nelson, New Zealand, Journal of Hydrology (New Zealand), Vol. 41, No. 1, pp. 19-45.
Coniti, M., (2009), "More than just the Kappa coefficient: A program to fully characterize inter-rater reliability between two raters", SAS Global Forum, 242 (1): 1-7.
Chen, Y., Xu, Y. & Yi, Y., (2009) Impacts of land use scenarios on storm run off generation in Xitiaoxi basin China, Journal of Hydrology. 289(4):1-8.
Chen, Y., Yonpeng, X. and Yixing, Y. (2009). Impacts of land using change scenarios on
storm-runoff generation in Xitiaoxi basin, china. Journal Quaternary international Vol 208. 121-128 pp.
Fox, D. M., E. W., Violaine, B., Cécile, S., Marc, P. N., Alain, D., (2012). A case study of land cover change (1950-2003) and runoff in a Mediterranean catchment, Applied Geography, 32, 810-821.
Fohrer, N., N. Steiner. and D. Moller. (2002). Multidisiplinary Trade-off Function for Land Use Option in Low Mountain Ranges Area: A Modelling Approach, Third International Conference on Water Resources and Environmen Research, Dresden University of Technology, 387-391 pp.
Hamdan. A.N., Almuktar. S., Scholz. M., (2021), Rainfall-Runoff Modeling Using the HEC-HMS Model for the Al-Adhaim River Catchment, Northern Iraq, Hidrology, V8, N58, pp1-17.
Hejazi, M. I. and Markus, M. (2009). Impacts of urbanization and climate variability on
floods in Northeastern Illinois. Journal of Hydrologic engineering, Vol.14(6): 606-616pp.
Kotoky P., Dutta M.K., Borah G.C . (2012). Changes in landuse and landcover along the Dhansiri River channel, Assam—A remote sensing and GIS approach. Journal of the Geological Society of India. 79 (1): 61-68.
Lliev, R., Bournaski, E., Kirilov, L. and Terziev, I. (2007). Computer Modeling of Watershed Runoff With Data for the Mester River, International Conference on Computer Sistem and Technologyies- CompSysTech,07. Chater IIIB. 19 1-10pp.
Muhammad, A., Aslam, Sh. J. Kh., Zahiruddin Khan, I., (2011). Simulation of the impacts of land- use change on surface runoff of Lai Nullah Basin in Islamabad, Pakistan, Landscape and Urban Planning, 102, 271–279.
Santos, J. Y. G., Silva, R. M., Carvalho Neto, J. G., Montenegro, S. M. G. L., Santos, C. A. G. and. Silva, A. M. (2015). Land cover and climate change effects on streamflow and sediment yield: a case study of Tapacurá River basin, Brazil. International Association of Hydrological Sciences. 6p.
Schumann, A. H., R. Funke and G. A. Schultz. (2000). Application of Geographic Information System for Conceptual Rainfall-Runoff Modeling, Journal of Hydrology,Vol.240, 45-61pp
Vaze, J., D.A. Post, F.H.S. Chiew, J.M. Perraud , N.R. Viney and J. Teng. (2010).Climate non-stationarity- validity of calibrated rainfall˚runoff models for use in climate change studies. Hydrology, 394: 447-457
Yener, M and Sorman, A. (2006). Modeling Studies with HEC-HMS and Runoff Scnarios in YUVACIK BASIN, TUKIYE. International Congress on River Basin Management, 621- 635pp.
_||_